Kerrosluvun vaikutus energiatehokkuuteen

Jokin aika sitten kerroin joulukuun sähkönkululuksesta ja siihen liittyen tuli muutamia lukijoiden kommentteja, mm. Nimim. Robbe kirjoitti: ”Takalla (keskellä taloa) tehdään suurin osa lämmöstä, tiilipiippu, sulkupellit yläkerrassa katonrajassa. Lattialämmitys päällä todella harvoin, vain kovimmilla pakkasilla. Yläkertaa ei juuri tarvitse koskaan lämmittää, nouseva lämpö ja tiilipiippu lämmittää riittävästi. Tuloilman esilämmitys ei ole koskaan ollu päällä.”

Tästä kuvauksesta tuli itselläni mieleen rintamiestalo, niissäkin on takka keskellä taloa ja niissä taloissa on aina myös yläkerta. Joissakin on vielä kellaritkin. Rintamamiestalo näyttää siis. esim. tältä:

Asutushallitusen piirros nro 1543 rintamamiestalolle. Päämitat ilman vilpolaa ovat 7000 x 8000. Tässä mallissa ei ole kellaria. Rintsikan huonekorkeudet näyttävät olevan aika sama mitä nykyäänkin; alakerta 2700 ja yläkerta 2400.

Asutushallitusen piirros nro 1543 rintamamiestalolle. Päämitat ilman vilpolaa ovat 7000 x 8000. Tässä mallissa ei ole kellaria. Rintsikan huonekorkeudet näyttävät olevan aika samat mitä nykyäänkin; alakerta 2700 ja yläkerta 2400.

Tämän jälkeen aloin miettimään, että rintamamiestalojen tilaratkaisu ja talon muoto yleensäkin taitaa olla aika energiatehokas? Eli paljonko tilojen sijoittelu useampaan kerrokseen voi säästää energiaa verrattuna yksi-taso-ratkaisuun? Onhan se useampi kerroksinen kuitenkin pakostakin energiatehokkaampi rakennus, koska jollain tietyllä rakenneratkaisulla alapohja ja yläpohja kuluttavat yhtä paljon energiaa riippumatta siitä kuinka etäällä toisistaan ne ovat. Etäisyys voi olla esim. 2700 tai 5400 tai 8100 ja näistä riippuen taloon tulee vastaavasti 1 tai 2 tai 3 kerrosta.

Sitten taas jos miettii ihan vaikkapa meidän taloa, niin keskikerroksesta ei lämpöä pääse harakoille muuta kuin ulkoseinien kautta. Toisin kuin 1-kerroksisissa omakotitaloissa meillä maantason kerroksesta katsottuna lämmintä tilaa on vielä ala- että yläpuolellakin, josta johtuen lattian ja katon (siis keskikerroksen välipohjat) kautta energiahävikki on käytännössä lähellä nollaa. Tältä pohjalta intouduin tekemään muutamia laskelmia. Otetaan ekaan esimerkkiin meidän oma talo, ja mietitään sitten pari muuta päämittaa miten sama neliöt eli noin 240 neliötä voitaisiin sijoittaa erilaisiin kerrosratkaisuihin, ja miten energian kulutus muuttuu, jos ei huomioida mitään muuta muuttujaa kuin erilainen kerrosten määrä:

Tilat 3 kerroksessa (luvut Talo-Rautio) Sisälämpötila = +23
Pinta-ala /m2 U-arvo W/m2K Ulkolämpö1 Ulkolämpö2 Lämpötilaerot Tehontarve1/W Tehontarve2/W
Alapohja 80,0 0,12 3 -17 20 40 192,0 384,0
Ulkos.kel 94,6 0,15 3 -17 20 40 283,8 567,6
Ulkos.1k 125,0 0,17 3 -17 20 40 425,0 850,0
Ulkos.2k 108,0 0,17 3 -17 20 40 367,2 734,4
Yläpohja 102,0 0,09 3 -17 20 40 183,6 367,2
1451,6 2903,2

Yllä olevassa taulukossa ei ole huomioitu ovia eikä ikkunoita, mutta muuten luvut ovat ”aitoja” ja suoraan poimittu meidän talon energiaselvityksistä, jotka tarvittiin rakennuslupahakemuksen liitteeksi. Olen jatkanut näitä laskelmia laskemalla U-arvojen perusteella miten paljon lämmitystehoa tarvitaan, jos sisälämpötila on +23C (niin kuin meillä on) ja jos ulkolämpötila on +3C tai vaihtoehtoisesti -17C, jolloin lämpötilaeroksi tulee ensin 20 astetta ja toisessa tilanteessa 40 astetta. Kun ei huomioida käyttöveden kulutusta, ilmanvaihtoa eikä auringosta, ihmisistä ja kodinkoneista tulevaa ilmaista energiaa, niin lämmitystehoa tarvitaan +3C keleissä noin 1,45 kWh ja -17C pakkasella tuplaten enempi eli 2,9 kWh.

Entä miten tilanne muuttuu, jos laitetaan samat neliöt 240m2 kahteen tasoon (talon leveys 8m ja pituus 15m) tai yhteen tasoon, jolloin laitetaan talolle leveyttä edelleenkin sama 8m jolloin pituutta talolle tulisi 30 metriä. Meidän talossa talon oikea leveys on 8,5m ja päämittoja määräävinä tekijöinä oli tontin muoto. Mikään lämmitystehokkuuden ideaali talo meidän talo ei siis ole. Mutta 2 kerrosratkaisussa sama laskelma näyttää tältä:

Tilat 2 kerroksessa (mitat 8mx15m 2 kerroksessa) Sisälämpötila = +23
Pinta-ala /m2 U-arvo W/m2K Ulkolämpö1 Ulkolämpö2 Lämpötilaerot Tehontarve1/W Tehontarve2/W
Alapohja 120,0 0,12 3 -17 20 40 288,0 576,0
Ulkos.1k 138,0 0,17 3 -17 20 40 469,2 938,4
Ulkos.2k 138,0 0,17 3 -17 20 40 469,2 938,4
Yläpohja 120,0 0,09 3 -17 20 40 216,0 432,0
1442,4 2884,8

Yllättävää kyllä – kokonaistilanne ei muuttunut oikein mihinkään, vaikka kellari poistui, ja samat 240m2 on nyt maan pinnalla talossa, jonka päämitat ovat 8m x15m kahdessa kerroksessa. Mietiskelin tässä kohtaa, että laskinko jotain väärin (?), mutta eiköhän nämä luvut ihan oikein ole?

Katsotaanpa sitten seuraavaksi se 1-taso ratkaisu:

Tilat 1 kerroksessa (pohjana 8mx30m) Sisälämpötila = +23
Pinta-ala /m2 U-arvo W/m2K Ulkolämpö1 Ulkolämpö2 Lämpötilaerot Tehontarve1/W Tehontarve2/W
Alapohja 240,0 0,12 3 -17 20 40 576,0 1152,0
Ulkos.1k 228,0 0,17 3 -17 20 40 775,2 1550,4
Yläpohja 240,0 0,09 3 -17 20 40 432,0 864,0
1783,2 3566,4

Nyt ero ainakin täsmälleen samoilla päämittasuhteilla olevaan 2-kerrosratkaisuun on selvä, eli 1-taso ratkaisu kuluttaa 663,4 wattia enempi (siis 22,8% enempi energiaa) mitä 2-tasoinen talo kuluttaa samassa ajassa ja samoissa keliolosuhteissa. Lisäksi 2-tasoisen talon pohja ja katto on puolta pienempi, seinälautaa tarvitaan sen sijaan enempi, koska 2-tasoratkaisun seinäpinta-alaksi tuli pituus (15+8)x2 metriä kertaa korkeus 6m = 276m2, kun 1-tasoiseen taloon tarvitaan seinää (30+8)x2 x 3m = 228m2. Oikeasti tämä on sisäseinän pinta-ala, ulkoseinä on hiukan suurempi, seinän paksuudesta johtuen. Ehkä tämä seinäpinta-alan kasvu nopeammin mitä katto ja lattia pienenee syö pois sen edun, että siirryttäessä 2-taso ratkaisusta 3-tasoratkaisuun mitään säästöä ei enää ainakaan näiden laskelmien perusteella saada? Meidän talossa todellinen seinäpinta-ala on yht. 327,6m2 ja U-arvo puuseinässä 0,17 W/m2K ja kellarin harkkoseinässä 0,15 W/m2K.

Johtopäätös ja summa-summarum:

Nyt jos halutaan rakentaa matalaenergiatalo tai jopa passiivitalo, niin rakenteiden paksuuden ja U-arvon tuijottamisen ohella pitäisi miettiä myös kerroslukua. Rintamiestaloissa oleva 2-kerros-ratkaisu näyttäisi olevan aika optimaalinen. Ainakin näiden laskelmien perusteella pelkät päämitat talossa voivat tuoda reilun 20% pudotuksen energialaskuun, kun mikään muu ei muuttunut kuin 1-taso-ratkaisussa täsmälleen samat määrä neliötä laitettiinkin päällekkäin kahteen kerrokseen. Kolmas kerros sen sijaan ei enää näyttänyt tuovan energiakulutuksessa lisäsäästöjä. Ei vaikka kellarin seinärakenne oli energiatehokkaampi kuin puurakenteinen seinä. Tai sitten olen itse laskenut jossain kohtaa väärin?

439 vastausta artikkeliin ”Kerrosluvun vaikutus energiatehokkuuteen

  1. Thank you, I’ve recently been searching for information approximately this topic for a long time and yours is the greatest I have found out so far. However, what about the bottom line? Are you positive concerning the supply?

  2. Normally I do not learn post on blogs, however I wish to say that this write-up very compelled me to take a look at and do it! Your writing taste has been amazed me. Thank you, very great post.

  3. I simply want to mention I’m beginner to weblog and truly loved you’re page. Most likely I’m going to bookmark your website . You absolutely have excellent article content. Regards for revealing your blog site.

  4. The fMRI technique makes use of the fact that oxygenated hemo globin does not have a magnetic moment while deoxygenated hemoglobin does. [url=http://buytamoxifencitrat.com]buy nolvadex online with master card[/url] The wave simply diffracts around the small obstacle much as flowing water spreads around a small stick.Abs et al. [url=http://ednorxmedshop.com]comprar viagra femenina paginas seguras[/url] Secretin stimulates enzyme production by the pancreas bile from the liver and causes the stomach to make an enzyme called pepsin.AlRhazis numerous writings include two massive encyclopedic works encompassing medical theory and practice medical philosophy and life in general.Abdominal bloatingEmail this page to a friendShare on facebookShare on twitterBookmark SharePrinterfriendly version Abdominal bloating is a condition in which the belly abdomen feels full and tight.cataract JChronic condition of persistent obstruction of air ow through bronchial tubes and lungs.Measurement of blood sugar levels in a fasting patient at least hours and after intervals of minutes and and hours afterUrine studies include dipstick testing for glucose Clinistix Labstix and ketones Acetest Ketostix and measurement of ketosteroids to check adrenal and gonadal function.Leukemias are classified in two ways. [url=http://shopedrxnewmed.com]40mg tadalafil[/url] Sildenafil in the treatment of antipsychoticinduced erectile dysfunction a randomized doubleblind placebocontrolled flexibledose twoway crossover trial.Quick Hit If a patient presents with moderatetosevere HTN consider initiating therapy right away instead of waiting to months to confirm diag nosis and start treatment.Update Date Updated by Nancy J.Liver Gallbladder A B Hepatic duct Cystic duct Pancreas Common bile duct choledochus C D Pancreatic duct Duodenum FIGURE Gallstone positions in the gallbladder and bile ducts.The heart appears larger than it actually is when there is poor inspiratory effort which can be misleading. [url=http://edfast-medrx.com]overnight pharm brand cialis[/url] and Parker M.Valley feverEmail this page to a friendShare on facebookShare on twitterBookmark SharePrinterfriendly version Valley fever is an infection that occurs when the spores of the fungus Coccidioides immitis enter your body through the lungs.Florence Nightingale was instrumental in bringing about these reforms.They can come from inside of you motivation or selfregulation.Scientifica bl Science Society Picture Library Science Museum br ca Wellcome Library London.therapy with methotrexate reduced the overall mortality by primarily by reducing cardiovascular deaths. [url=http://3drugs.com]cialis generique test[/url] Phentolamine also seems to have another action possibly involving NOS activation Traish et al.Get active.

  5. Hello, you used to write great, but the last several posts have been kinda boring… I miss your super writings. Past few posts are just a little bit out of track! come on!

  6. I like this blog so much, saved to fav. ”I don’t care what is written about me so long as it isn’t true.” by Dorothy Parker.

  7. We’re a group of volunteers and starting a new scheme in our community. Your web site provided us with valuable information to work on. You’ve done an impressive job and our entire community will be thankful to you.

  8. I¡¦ll immediately grab your rss as I can not to find your email subscription link or e-newsletter service. Do you’ve any? Kindly let me recognise so that I could subscribe. Thanks.

  9. Nice weblog right here! Additionally your web site quite a bit up fast! What host are you the usage of? Can I get your associate link to your host? I desire my website loaded up as quickly as yours lol

  10. I was suggested this web site by my cousin. I’m not sure whether this post is written by him as no one else know such detailed about my problem. You are amazing! Thanks!

  11. I don’t even know how I ended up here, but I thought this post was good. I do not know who you are but certainly you’re going to a famous blogger if you are not already 😉 Cheers!

  12. I like the valuable information you provide in your articles. I’ll bookmark your weblog and check again here frequently. I am quite certain I will learn many new stuff right here! Best of luck for the next!

  13. I loved as much as you will receive carried out right here. The sketch is attractive, your authored subject matter stylish. nonetheless, you command get got an shakiness over that you wish be delivering the following. unwell unquestionably come more formerly again since exactly the same nearly a lot often inside case you shield this hike.

  14. I haven’t checked in here for some time because I thought it was getting boring, but the last few posts are good quality so I guess I will add you back to my everyday bloglist. You deserve it my friend 🙂

  15. Wow! This could be one particular of the most useful blogs We have ever arrive across on this subject. Actually Magnificent. I am also an expert in this topic so I can understand your effort.

  16. Mä olen joskus näin maallikkona ihmetellyt miksi useista uusista taloista jätetään tuulikaappi tekemättä ulko-oven jälkeen. Vaikka ovi on varmasti tiivis niin avatessa kylmäilma leviää monesti hienosti olohuoneeseen saakka tms….Itse nuorempana rintamamies talossa asuneena tuulikaappi oli kyllä siinä toimiva ratkaisu ja löytyy se nykyisestäkin uudesta talostamme.

    http://villavarri.blogspot.fi/

    • Terve Jukka,

      Todennäköisesti energiaa säästävä & kustannustehokas ratkaisu, joka tavallaan on lähtenyt yleistymään nyt kerrostaloissa, joissa parvekkeet lasitetaan (uusissa aina, vanhoissakin yleistymään päin), ja siitä saadaan aikaan energian säästöä + julkisivuremontin tarve pienenee.

      Meillä tästä oli puhetta rakennusaikana myös, mutta ulko-oven eteen ei tullut kuin avokuisti, koska ”uudet ovet ovat nykyään niin tiiviitä”, mutta arkkitehti sanoi, että te voitte tietysti sitten hommata lasitukset siihen avokuistille myöhemmin, jos haluatte…

      Tuli mieleen, että tälle ulko-oven edustan tuulikaapille oli oikein oma nimikin, eli ”porstua”, jonka Wikipedia määrittelee seuraavasti:

      ”Kuisti on suomalaisissa puutaloissa tyypillinen pääovea suojaava rakennelma. Kuistin pääasiallinen tehtävä on suojata kulkua, mutta se on ollut perinteisesti myös omistajan aseman ja varallisuuden osoitin. Nykyisenkaltaisia kuisteja jotka ovat kuin huone talon edessä, rakennettiin ensimmäisen kerran virkataloihin 1600-luvulla. Maalaistaloissa umpinainen kuisti yleistyi 1800-luvulla. Kuistista voidaan käyttää myös nimitystä ”porstua”. Veranta on kuistin tapainen, lähinnä oleskeluun, ei läpikulkuun, tarkoitettu rakennelma.”

  17. Ei ole muuten rintamamiestalo 😉 vaan vähän arkkitehtuurisesti modernimpi ratkaisu (2012) mutta hyvin arvattu siinä että suunnittelussa otettiin huomioon nämä vanhat viisaudet mitä aiemmin taloissa on ollut.

    • ”suunnittelussa otettiin huomioon nämä vanhat viisaudet mitä aiemmin taloissa on ollut”

      Se kävi itsellänikin mielessä, että vaikka rintsikan rakentajilla ei juuri sahanpuruja kummallisempia eristeitä ollut käytettävissään, niin talon päämitat, talon kerrosluvun ja takan + tiilipiipun sijainnin he osasivat laskea niin, että syntyi lämmitystaloutta ajatellen aika hyvä optimitilanne.

      Meillä pohdittiin myös keskikerrokseen talon keskelle tulevan suuren takan (Tiilerin Terhi takka/leivinuuni, massa 3500kg) lämmityksen tehostamista siten, että takan viereen tehtiin 2-kerrosta korkea olohuone. Jolloin jos lämpö nousee siinä kohtaa pakostakin heti ylös, ilmavirta voi palata takaisin esim. eteisen porraskäytävän kautta ja keittiön & eteisen käytävän läpi takaisin olohuoneen takalle. Jolloin kahden ylimmän kerroksen ilma joutuu takkaa käytettäessä isoon kiertoliikkeeseen.

      En ole savutesteillä testannut toimiiko tämä nyt juurikin näin (mutta tuntuisi toimivan), ja kahdessa ylimmässä kerroksessa on takan päällä ollessa suunnilleen sama lämpötila. Eli ei lopputulos ei mennyt meillä myöskään niin, että se takasta tuleva lämmin ilma jäisi sinne yläkertaan ”seisomaan”, jolloin siellä olisi äkkiä liian kuuma.

      Kellaria meillä voi sitten lämmittää erikseen saunan pesällä ja takkahuoneen takalla. Näistä lähtevä tiilipiippu menee kaikkien kolmen kerroksen läpi, ja ylimmän kerroksen makuuhuoneessa on sulkupellit katon rajassa. Tuntuu että tämä oli myöskin ihan viisas ratkaisu, jolloin kellarin tulisijoilta lähtevän savukaasun lämpö saadaan vielä aika hyvin talteen sitouttamalla se tiilipiippuun, joka kuumenee selvästi (ei kuitenkaan niin että siinä näppinsä polttaisi).

      Tiilerin takasta lähtee painorajoista johtuen 2-kerroksen läpi Schiedelin Rondo, ja se ei lämpene ulkopinnastaan yhtään. Eli kaikki siihen piippuun mennyt lämpöenergia siirtyy piippua pitkin harakoille, kun huoneiden sisäilmaan ei vapaudu yhtään. Onneksi ei tullut tilattua pitkää 3-kerroksen läpäisevää piippua Schiedeliltä, vaikka yhdessä vaiheessa sekin kävi mielessä.

  18. Heippa,

    yksi juttu pisti silmään noissa laskelmissa. Kun lasket kellarin osalta ulkolämpötiloja niin tulisi ottaa huomioon että miltä osin kellari on maan sisässä. Tästä johtuen myös lämpötila ei mene kuin korkeintaan routarajaan asti kylmäksi, muutoin pysytään maan peruslämmössä. Energian kulutus on siis hyvin pieni kellarin seinien osalta.

    Toinen asia mikä tähän samaan asiaan liittyy on alapohja. Käsittääkseni ainakaan maanvaraisessa alapohjassa ei mennä pakkaselle samalla tavalla kuin ulkoseinien laskennassa. Myös kellarin lattia saattaa olla laatan alla lämpöisempi kuin kellarittoman laatan kohdalla.

    Tarkkaa faktaa näistä nyt ei ole antaa sen tarkemmin, mutta tämmöinen käsitys minulla on.

    • Hei Joni,

      Omassa rakennuslupapapereissa kellarista on esitetty vain eri rakenteiden U-arvot, ja osoitettu että rakennusluvan edellytykset täyttyvät.

      Näissä omissa laskelmissani olisi ollut tosiaan laskelmien lopputulos oikeaan osuvampi, jos olisin huomannut/huomioinut, että kellarin alapohjan alla reippaasti routarajan alapuolella ei voi missään olosuhteissa olla esim. 17C pakkasta.

      Teen muuten kellarin lämpöominaisuuksista joskus ensi kesän jälkeen vielä ihan oman päivityksen, koska toinen (jo viime kesän helteissä) huomattu ominaisuus on se, että kellari ei koskaan lämpene liikaa (ikkunat on pienet, aurinko ei paahda sisään, ja seinien takana on isot maamassat).

      Joten nykyään kun ilmasto vissiin lämpenee ja kesällä on liian kuumaa, niin kellaria varten ei käsittääkseni ikinä tarvita jäähdytystä (eikä jäähdytystä muuten näkynyt missään esim. 70-luvulla kun itse olin pieni – joko ei ollut tai ei tarvittu – muistaakseni ei tarvittu?)

      Kellarissa on kesällä aina riittävän viileää, ja saunakin on meillä suunniteltu niin, että ulkoikkunan saa halutessaan auki, ja löylyt voi päästää harakoille.

      Joten jos ei kuumana kesänä pysty muualla nukkumaan, niin kellarissa pystyy. Ja siellä meillä on ainakin yksi asuinkäyttöön sopiva/tarkoitettu tila eli takkahuone.

      Kellarin rakentamisessa on toki omat haasteensa, mutta jos siinä onnistuu, siihen liittyy myös monia hyviä ominaisuuksia.

Kommentointi on suljettu.