Energiatehokkuus ja energiatodistus
Vuoden 2008 alusta tuli voimaan laki, joka määrää uuden rakennuksen omistajan hankkimaan energiatodistuksen silloin, kun rakennus tai sen osa otetaan käyttöön, myydään tai vuokrataan. Se on tarkoitettu kuluttajan avuksi rakennusten energiatehokkuuden vertailuun.Energiatehokkuus on paljon käytetty, mutta suhteellinen käsite, jota ei ole tarkasti määritelty. Se pitää sisällään sen, että (käyttöalueesta riippumatta) energiaa ei käytetä turhaan ja toisaalta käytettävästä energiasta saadaan mahdollisimman paljon hyötyä irti. Rakennusten osalta energiatehokkuus määritellään laskennallisesti energiatehokkuusluvulla (ET-luku).
Energiatehokkuusluku lasketaan mm. seuraavien tekijöiden avulla:
+ talon lämpöhäviöenergia
+ lämmitysjärjestelmien lämpöhäviöenergia
+ käyttöveden lämmitysenergiatarve
+ laitesähkön kulutus (valaisimet, kodinkoneet, laitteet, jne.)
+ mahdollinen jäähdytysenergian tarve
– lämpökuormat (auringon säteily, henkilöiden, koneiden ja laitteiden luovuttama lämpö ja käyttöveden lämmityksestä vapautuva lämpö)
Energiatodistuksessa ilmoitetaan se energiamäärä, joka tarvitaan rakennuksen suunniteltuun käyttöön. Rakennukselle laskettu energiatehokkuusluku on vertailukelpoinen muihin vastaaviin rakennuksiin, kun se asetetaan kodinkoneista tutulle energialuokka-asteikolle A-G. Vähiten energiaa kuluttaa A-luokan kiinteistö, eniten G-luokan kiinteistö. Rakennuksen lämmitysmuoto ei vaikuta suoraan sen energialuokkaan, koska energiatehokkuusluku perustuu laskennalliseen lämmitysenergiantarpeeseen. Energiatehokas lämmitysmuoto pienentää luonnollisesti toteutuvaa energian kulutusta.
Energiatehokkuuden vertailua
Energiatehokkaiden rakennusratkaisujen välisiä eroja voidaan parhaiten havainnollistaa ns. indeksitalon avulla. Indeksitalolla tarkoitetaan pinta-alaltaan, tilavuudeltaan ja muilta arkkitehtoonisilta ominaisuuksiltaan keskimääräistä uutta pientaloa.Tässä puhtaasti laskennallisessa menetelmässä samankokoisessa ja -muotoisessa talossa muutetaan rakenteiden U-arvoja (entinen k-arvo, eli rakenteen lämmönläpäisykerrointa), ilmanpitävyyttä ja lämmön talteenoton tehokkuutta niin, että saadaan kolmet erilaiset arvot normi-, matalaenergia- ja passiivitalolle.Seuraavassa on laskettu rakennustilastojen mukaan tyypilliselle pientalolle, indeksitalolle, laskennalliset energiantehokkuusluku (ET-luku) ja lämmitysenergiantarve eri rakenneratkaisuilla. Ympäristöministeriön asetuksessa on määritelty mitä lähtöarvoja laskennassa käytetään mm. ulko- ja sisäilman lämpötilalle, henkilömäärälle ja rakennuksen varjostukselle (puusto, verhot). Indeksitalon pinta-ala on 140 m2, tilavuus 418 m3. Rakennus on suorakaiteen muotoinen ja osassa rakennusta on vino sisäkatto. Ikkunat sijaitsevat tasaisesti jokaisella julkisivulla ja auringon säteilyä estävät suhteellisen tehokkaasti varjostus (puusto) ja ikkunaverhot. Rakennuksessa asuu neljä henkilöä ja rakennus sijaitsee Keski-Suomessa, Jyväskylän seudulla. Sisälämpötila pidetään 21-asteisena läpi vuoden. Saadut laskennalliset energiankulutukset ovat suuntaa-antavia, yksittäisen rakennuksen lämmitysenergiankulutukseen vaikuttavat mm. rakennuspaikkakunta, rakennuksen sijoittelu tontilla, rakennusta varjostavat tekijät (puusto, maan muoto), rakennuksen muoto, ikkunoiden sijoittelu ja mahdolliset auringonsuojat sekä rakennuksen käyttö.
Laskennassa käytettyjä arvoja
| Rakennusosa | Normitalo RAKMK 2010 |
Matalaenergia | Passiivienergia |
| Ulkoseinät, U-arvo | 0,17 | 0,14 | 0,09 |
| Yläpohja, U-arvo | 0,09 | 0,09 | 0,07 |
| Alapohja, maanvarainen, U-arvo | 0,16 | 0,15 | 0,10 |
| Ikkunat, U-arvo | 1,0 | 0,8 | 0,8 |
| Ovet, U-arvo | 1,0 | 0,4 | 0,4 |
| Ilmanpitävyys, vuotoluku n50 | 2 | 1 | 0,6 |
| Lämmöntalteenoton hyötysuhde |
45 % | 70 % | 75 % |
Indeksitalon vuotuiset lämpöhäviöt
Alla olevassa kuvassa on esitetty laskennalliset lämpöhäviöt normi-, matalaenergia- ja passiivienergiatalolle. Kuvassa on myös eritelty mistä lämpöhäviöt aiheutuvat. Kuvan alaosassa oleva tummennettu alue kuvaa auringon, ihmisten, valaistuksen ja sähkölaitteiden rakennukseen tuottamaa ”ilmaisenergiaa”. Palkkien yläpuolinen osa joudutaan kattamaan talon lämmitysjärjestelmällä. Kuvasta havaitaan että passiivitalossa on erittäin vähäinen tarve lämmitykselle, lähes kaikki lämpöhäviöt voidaan kattaa ilmaisenergialla.
Laskennalliset energiankulutukset normi-, matalaenergia- ja passiivienergiatalolle
Talon kokonaisenergiantarve (ET-luku) saadaan lisäämällä lämmitysenergian tarpeeseen käyttöveden lämmitykseen kuluva energia, laitteiden sähköenergian kulutus sekä lämmitysjärjestelmän häviöt. Käyttämällä Ympäristöministeriön laskentaohjeita tässä esimerkissä käyttöveden lämmitys, kodin laitteiden sähköenergia ja häviöt ovat noin 80 kWh/m2 eli talojen kokonaisenergiantarve on seuraavan taulukon mukainen
| Kokonaisenergiantarve (ET-luku), kWh/m2 |
Lämmitysenergian tarve, kWh/m2 |
||
| Normitalo | 217 | 137 | |
| Matalenergiatalo | 118 | 37 | |
| Passiivitalo | 97 | 16 |
Näillä arvoilla normitalo saavuttaa energialuokan C ja matala- sekä passiivienergiatalo luokan A.
Tampereen Teknillisen Yliopiston tutkimusten mukaan todellinen lämmitysenergiantarve on pienempi kuin laskennallinen, johtuen pääasiassa vaipan johtumishäviöiden yliarvioinnista. Tästä syystä ulkoseinien, yläpohjan ja alapohjan laskennallisia lämpöhäviöitä voidaan vähentää 20 % pyrittäessä arvioimaan rakennuksen todellista lämmitysenergian tarvetta.
Lisäksi talon kokonaisenergiantarpeeseen vaikuttaa jäähdytysenergian tarve. Jos laskennassa auringon säteilyn varjostus- ja verhokertoimina käytetään keskimääräisiä arvoja, mutta sisäiset lämpökuormat on huomioitu maksimaalisesti,aiheuttavat ne kesäkaudella jäähdytystarvetta. Indeksitalon todellinen lämmitysenergian ja mahdollisen jäähdytysenergian tarpeet ovat kuvan mukaiset. Tämä laskelma eroaa edellä esitellyistä laskelmista niin että vaipan lämpöhäviöitä on vähennetty 20 % ja sen lisäksi lämmitysjärjestelmän lämpöhukkaa ei ole otettu huomioon.
