SPU Eristeet

Suunnitteluvaihe

Suunnitteluvaiheeseen käytetään alle 10 % kokonaiskustannuksista mutta siinä lyödään lukkoon 90 % hankkeen kustannuksista. Suunnitteluvaiheessa lyödään myös lukkoon 70-80 % asumisen aikaisista energiakustannuksista. Loput 20-30 % määräytyy perheen asumistottumusten mukaan. Hyvä suunnittelu maksaa itsensä takaisin jo rakentamisen aikana ja myöhemmin alentuneina käyttökustannuksina.

Matalaenergia- tai passiivitalon perusratkaisut on helppo valita suunnitteluvaiheessa. Ne perustuvat rakennuksen vaipan (seinät, katto ja lattia) lämpöhäviöiden vähentämiseen ja ilmanvaihdon lämmitysenergian tarpeen pienentämiseen sekä ilmaisenergian tehokkaaseen hyödyntämiseen. Keskeisiä asioita ovatkin talon rakenteet ja laitetekniikka, jotka kannattaa tehdä heti tavoitteiden mukaisesti.

Matalaenergia- ja passiivienergiatalon suunnittelussa on tärkeää
- talon, rakenteiden ja detaljien suunnittelu energiatehokkuuden näkökulma huomioiden
- rakennuksen seinien, katon ja lattian hyvä lämmöneristys ja ilmanpitävyys
- ikkunoiden ja ovien hyvä lämmöneristys ja ilmanpitävyys
- hallittu ilmanvaihto ja lämmön talteenotto ilmanvaihdon poistoilmasta
- lämmitys- ja jäähdytystarpeen toteuttaminen energiatehokkaasti

Talon sijoittelu, koko ja muoto

Hyvä rakennuspaikka on tuulelta suojattu, kuiva, vettä läpäisevä, lämmin ja aurinkoinen. Auringonsäteiden osuminen tontille etelästä on eduksi kylminä kuukausina mutta toisaalta aiheuttaa jäähdytystarvetta kesäkuukausina.

On tärkeää että talon koko vastaa perheen asumistarpeita ja -toiveita. Mitä suurempi talo, sen suurempi on energian kulutus. Tarpeettomia neliöitä ei kannata rakentaa, mutta samalla on jo rakennusvaiheessa varauduttava tuleviin perhekoon ja asumistarpeiden muutoksiin.

Muodoltaan selkeä talo kuluttaa vähemmän energiaa ja on monimuotoista edullisempi ja helpompi rakentaa ja ylläpitää. Nurkissa lämmöneristävyys jää usein suoraa seinää huonommaksi, koska runkorakenteita on enemmän ja kylmäsiltoja syntyy helposti. Nurkan rakentaminen ilman- ja lämmönpitäväksi vaatii lisätyötä, tarkkuutta.

Asunnon kokonaissuunnittelussa kannattaa hyödyntää luonnonvaloa ja lämpövyöhykkeitä. Oleskelutilat ryhmitellään talon keskelle ja auringon puolelle etelään, kun taas vähemmän lämpöä tarvitsevat makuuhuoneet, harrastus- ja säilytystilat voidaan sijoittaa pohjoispuolelle ulkoseiniä vasten. Pohjoispuolelle kuuluu myös tekninen tila, joka kannattaa kuitenkin sijoittaa jokseenkin keskelle taloa; näin ilmanvaihtokanavat, putket ym. talotekniikan yhteydet jäävät mahdollisimman lyhyiksi, esimerkiksi lämminvesivaraajasta ei tarvitse kuljettaa vettä toiseen päähän taloa.

Lämmöneristys ja ilmanpitävyys

Rakennuksen vaipan lämmöneristävyys ja ilmanpitävyys ovat hyvän sisäilman, asumismukavuuden ja energiataloudellisuuden lähtökohtia. Rakenteiden läpi johtuvan energian määrään vaikuttaa vaipan pinta-ala ja rakenteen lämmönläpäisevyyskerroin eli U-arvo (aikaisemmin k-arvo). Mitä pienempi lämmönläpäisevyys rakenteella on, sitä paremmin se eristää lämpöä. Rakenteen lämmönläpäisevyys taas riippuu sen paksuudesta ja kullekin rakennusmateriaalille ominaisesta lämmönjohtavuusarvosta (λ-arvo). Lämmöneristyskyky siis paranee käyttämällä paremmin lämpöä eristäviä materiaaleja ja paksumpia eristekerroksia. Hyvä lämmöneristys maksaa rakennusvaiheessa vähän tavallista enemmän, mutta säästää lämmityskustannuksia koko talon elinkaaren ajan.

Kylmäsillat ovat sellaisia ulkovaipan kohtia, joista lämpöä vuotaa ulos selvästi enemmän kuin ympäröivästä rakenteesta. Niitä syntyy helposti erityisesti nurkkiin sekä seinien ja ylä- tai alapohjan liitoksiin, joissa runkorakenteet menevät eristekerroksen läpi. Kylmäsiltoja voi välttää pitämällä talon muodon yksinkertaisena ilman tarpeettomia nurkkia ja taitoksia sekä suunnittelemalla rakenteet ja niiden liitokset konstailemattomiksi ja helposti toteutettaviksi.

Merkittävä osa tavanomaisen rakennuksen lämmöstä karkaa vaipan hallitsemattomien ilmavuotojen kautta. Ilmavuotokohdat keskittyvät pääasiassa rakennusosien yhtymäkohtiin, saumoihin ja läpivienteihin. Hyvän ilmanpitävyyden saavuttamiseksi on tärkeää, että nämä kriittiset kohdat sekä ovien ja ikkunoiden liitokset suunnitellaan toimiviksi ja rakennetaan erityisen huolellisesti. Rakennuksen vaipan ilmanpitävyys on yksi edellytys sille, että lämmöneristävyys toteutuu suunnitelmien mukaisesti.

Ilmanpitävyyttä kuvataan yleisesti painekokeella määritellyllä ilmavuotoluvulla n50, joka kertoo, kuinka monta kertaa tunnissa rakennuksen koko ilmamäärä vaihtuu vuotokohtien kautta.. Mitä pienempi luku on, sitä parempi on rakennuksen ilmanpitävyys. Suomen pientalokannan keskimääräinen ilmanpitävyys eli n50-luku on 6–8. Joukosta löytyy sekä hataria taloja, joiden n50-luku on jopa 12, että tiiviydeltään erinomaisia, joiden n50 < 1.

SPU Eristeet soveltuvat erinomaisesti juuri matalaenergia- ja passiivienergiarakentamiseen. SPU Eristeiden lämmöneristyskyky on parempi kuin millään muilla eristemateriaalilla. Esimerkiksi villaeristeisiin verrattuna saman lämmöneristyskyvyn saavuttamiseen tarvitaan SPU Eristeillä vain puolet villarakenteen paksuudesta. SPU Eristeitä käytettäessä erillisiä höyrynsulku- ja ilmansulkukerroksia ei tarvita. Matalaenergia ja jopa passiivienergiarakenteet eivät ole välttämättä paksumpia kuin normitalossakaan. Tämä puolestaan tarkoittaa suurta säästöä sekä materiaali että työkustannuksissa. Jos seinät ovat 200 mm paksummat, aiheutuu tästä suuri lisäkustannus runkomateriaaleihin, sokkeliin, ulkopinnoitteeseen ja kattomateriaaleihin. Myöskään passiivitalon arkkitehtuuri ei kärsi ”bunkkeri”-seinistä ja -katosta vaan ohuemmilla rakenteilla arkkitehtisuunnitteluun jätetään lisää mahdollisuuksia - onhan talon ulkonäkö tärkeää myös energiatehokkaassa rakentamisessa.

Koska SPU-eristelevyt ovat jäykkiä levyjä ja niiden saumat tiivistetään saumavaahdolla, ilmanpitävyys on SPU-rakenteen luontainen ominaisuus. Saumavaahdolla myös läpiviennit saadaan tiivistettyä helposti ilmanpitäviksi. Matalaenergia- ja passiivienergiatalon vaatimaa ilmanpitävyyttä (N50 alle 1) on erittäin vaikeaa käytännössä saavuttaa pehmeitä eristeitä ja muovikalvoja käyttämällä, koska ilmavuotoja muodostuu muovikalvojen liitoskohtiin, läpivientien ympärille ja naulojen ja ruuvien reikiin. SPU-eristelevyjä käyttämällä ilmanpitävyys säilyy myös vuosien kuluessa, kun rakenteessa ei ole esimerkiksi teipattuja muovien saumoja.

Seuraavia rakenteiden lämmönläpäisevyyskertoimia ja ilmanvuotoluvun arvoja suositellaan käytettäväksi matalaenergia- ja passiivienergiatalon suunnittelussa. Vastaavat SPU-rakenteet on esitelty osassa SPU-rakenneratkaisut.

Rakennusosa	RAKMK 2010	Matalaenergia	Passiivienergia	Nollaenergia
Ulkoseinät, U-arvo	0,17	0,14	0,09	0,08
Yläpohja, U-arvo	0,09	0,09	0,07	0,06
Alapohja, maanvarainen, U-arvo	0,16	0,15	0,10	0,07
Ikkunat, U-arvo	1,0	0,8	0,8	0,8
Ovet, U-arvo	1,0	0,4	0,4	0,4
Ilmanpitävyys, vuotoluku n50	2	0,6	0,4	0,4
Lämmöntalteenotto, vuosi hyötysuhde	45 %	70 %	75 %	80%

Ikkunat ja ovet

Matalaenergiatalossa parhaimmistakin ikkunoista karkaa lämpöä jopa seitsemän kertaa enemmän kuin samankokoiselta alueelta ulkoseinästä, joten ne muodostavat tavallisesti noin kolmanneksen energiatehokkaasti suunnitellun talon lämpöenergian tarpeesta. On tärkeää suunnitella ikkunoiden ja ovien koot ja sijainnit tarkoituksenmukaisiksi, tinkimättä kuitenkaan asumismukavuudesta. Matalaenergia- ja passiivienergiataloon suositellaan ikkunoita, joiden U-arvo on mahdollisimman hyvä (alle 0.8). Ovien U-arvon tulisi olla alle 0.4.

Ilmanvaihtojärjestelmä ja jäähdytys

Tehokas ilmanvaihto on yksi terveellisen, taloudellisen ja viihtyisän talon keskeisiä ominaisuuksia. Riittävä ja oikein toimiva ilmanvaihto tuo raitista ilmaa sisään, poistaa sisäilman epäpuhtaudet ja ylimääräisen kosteuden. Ilmanvaihto täyttää annetut vaatimukset, kun koko asunnon ilmamäärä vaihtuu noin kerran kahdessa tunnissa. Ilmanvaihto on suunniteltava ja toteutettava hallitusti toimivaksi, käyttämällä lämmön talteenotolla varustettua ilmanvaihtolaitetta. Sen toimintaperiaate on yksinkertainen. Käytetty ilma poistetaan ulos ja tilalle puhalletaan raitista ilmaa. Raitis ilma johdetaan lämmön talteenottolaitteeseen, jossa se lämpenee talosta poistettavan ilman lämmöllä ennen siirtymistään huonetiloihin. Ilmanvaihdon lämmön talteenottojärjestelmän maksimaalinen hyötysuhde edellyttää rakennukseen ilmanpitävää vaippaa. Passiivienergiataloon soveltuvalla ilmanvaihtolaitteella hyötysuhteen tulee olla 70 % tai parempi.

Matalaenergia- ja passiivienergiatalossa jäähdytyksen suunnitteluun tulee kiinnittää myös huomiota. Rakenteellisia ratkaisuja ovat esim. ikkunoiden suuntaus – kannattaako suurimpia maisemaikkunoita sijoittaa kaikkein paahteisimpaan ilmansuuntaan – ja selektiivi-ikkunoiden hankkiminen. Pitkät räystäät, katokset ja parvekkeet suojaavat kesällä liialliselta auringonpaisteelta. Varjostavat istutukset, markiisit ja kaihtimet suojaavat myös rakennusta auringonsäteiltä.

Kesäkuukausina ilmanvaihdon lämmön talteenotto kytketään joko automaattisesti tai manuaalisesti pois käytöstä. Tällöin sisään tuleva ilma jäähdyttää huoneilmaa. Lisäksi valitsemalla ilmanvaihtolaite jossa on mahdollisuus yötuuletukseen, viileän ulkoilman käyttöä jäähdytykseen voidaan tehostaa. Yötuuletuksen avulla viileää ulkoilmaa kierrätetään talossa yöaikaan tavallista enemmän, minkä ansiosta sisäilma viilenee tehokkaasti.

Markkinoilla on myös esimerkiksi maalämpöön perustuvia jäähdytysratkaisuja, joilla jäähdytystarve voidaan hoitaa erittäin energiatehokkaasti. Näissä maassa kierrätetään putkistossa jäätymätöntä nestettä pumpulla joka johdetaan sellaisenaan lämmönvaihtimeen (läpivirtauspatteri) ilmanvaihtokoneen tuloilmapuolelle. Kesällä voidaan näin jäähdyttää tuloilmaa ja talvella esilämmittää. Vain ääritapauksissa jäähdytykseen tulee käyttää suoraan sähköenergiaan käyttöön perustuvaa jäähdytysratkaisua.

Lämmitysjärjestelmä ja energian tuottaminen energiatehokkaasti

LVI-suunnittelijan on erikseen harkittava, kuinka matala- ja passiivienergiatalon lämmitystarve tyydytetään. Joissain tapauksissa on mahdollista hoitaa lämmitystarve pelkästään esimerkiksi ilmanvaihdon tuloilman lämmityksellä ja jättämällä perinteinen lämmitysjärjestelmä kokonaan pois. Tällöin voidaan kokonaiskustannuksia säästää merkittävästi. Usein kuitenkin halutaan esimerkiksi kylpyhuonetilojen lattiapintoihin lisälämmitysmahdollisuus.

Kun rakennus on tehty minimoimaan energiankulutus, tulee vielä suunnitella jäljellejäävän energian tuottaminen. Vaikka esimerkiksi passiivienergiatalossa lämmitysenergian tarve on todella vähäinen tai sitä ei normaaliaikana ole lainkaan, tarvitaan energiaa kuitenkin käyttöveden lämmittämiseen ja sähkölaitteiden toimintaan. Kokonaisenergiankulutusta on mahdollista edelleen vähentää käyttämällä energiatehokkaita menetelmiä kuten lämpöpumppua tai aurinkopaneeleita käyttöveden lämmittämiseen ja talon lämmitystarpeen tyydyttämiseen.