Kokemuksia kuluneelta vuodelta

Blogi on päivittynyt viimeksi loppiaisena, sillä tänä vuonna ei ole enää tapahtunut mitään suurempaa. Talossa on asuttu nyt puolitoista vuotta ja pientä tekemistä riittää sekä sisustuksen että pihan kanssa vielä vuosiksi.

Loppukesästä kävin vääntämässä lämminvesivaraajan termostaatin 40 asteen paikkeille. Sähkövastus menee päälle ainoastaan, kun varaajan yläosa viilenee 40-asteiseksi. Tällainen tilanne on kuitenkin tarkoitus välttää täysin vesitakkaa polttamalla. Ainakin viimeisen kolmen kuukauden ajan tässä on onnistuttukin. Autotalli ja päärakennus sekä lämmin käyttövesi ovat lämmenneet täysin puuenergialla koko syyskauden.

Sähköä ei siis ole tarvittu lämmitykseen eikä lämpimän käyttöveden tuottamiseen. Sen sijaan kodinkoneet ja uuni ovat olleet kovalla käytöllä. Tämän vuoksi itseäkin alkoi kiinnostaa, kuinka paljon sähköä oikein kuluu. Olen sivunnut asiaa myös noin vuosi sitten kirjoituksessa 2.12.2014 Lämmityskauden havaintoja ja pohdintaa.

Koko syksyn ajan kulutus on ollut hyvin tasaisesti hiukan yli 800 kWh kuukaudessa. Tuossa vuoden takaisessa kirjoituksessa olin arvioinut, että "kylmäkalusteet, valmiustilassa olevat sähkölaitteet ja hiljalleen puhaltava ilmanvaihtokone vievät siis jatkuvasti 170-180 W:n tehon". Jos arvioidaan, että ilman ilmanvaihtokonetta kulutus olisi jatkuvasti 100 W, niin kuukaudessa tämä tekisi:

100 W * 24 h * 30 = 72 kWh

Tämän verran kuluisi siis silloin, jos kukaan ei olisi kuukauteen kotona ja ilmanvaihtokin olisi pois päältä. Kuinka paljon ilmanvaihto sitten kuluttaa sähköä?

Asiaan saatiin tänään konkreettista lisävalaistusta, kun ilmanvaihtokonetta mitattiin tehomittarilla. Ulkolämpötila taisi olla kahden lämpöasteen paikkeilla ja maaputkiston kautta ilmanvaihtokoneelle tuli noin 5-asteista tuloilmaa. Jo tällaisessa tilanteessa ilmanvaihtokone turvautui lämmön talteenoton jälkeen sähkövastukseen nostaakseen tuloilman säädetylle, 19 asteen tasolle. Tämä näkyi konkreettisesti tehomittarissa: teho keikkui 200 W:n tuntumassa ja ampaisi vastuksen myötä aika ajoin 700 W:n ylitse. Moiset lukemat nostivat hiukseni pystyyn. Kuukausitasolla tämä tarkoittaa seuraavaa:

Ilmanvaihtokoneen puhaltimet: 200 W * 24 h * 30 = 144 kWh

Vaikeampi arvioitava on tuo vastus. Tässä on arvioitu kaksi skenaariota kuukausitasolla: 1) vastus on 10 % ajasta päällä tai 2) vastus on 25 % ajasta päällä:

1) vastus 10 % ajasta päällä: 10 % * 500 W * 24 h * 30 = 36 kWh
2) vastus 25 % ajasta päällä: 25 % * 500 W * 24 h * 30 = 90 kWh

Jos tuo ensin mainittu luku on lähempänä totuutta, niin kylmäkalusteiden, valmiustilassa olevien sähkölaitteiden ja koneellisen ilmanvaihdon sähkönkulutus on noin 250 kWh kuukaudessa. Tämä muodostaa noin kolmasosan koko sähkönkulutuksesta.

Ilmanvaihtokone joutui suuren kulutuksensa vuoksi erityistarkkailuun ja sillä on nyt oma sähkömittarinsa. Katsotaan kuukauden kuluttua, onko yllä esitetty spekulaatio oikeansuuntaista vai ei.

Mielenkiintoisia tietoja ilmanvaihtokoneelta

Ilmanvaihtokoneemme Enervent Pelican eco MDE otettiin käyttöön huhtikuussa. Se ottaa tuloilman sisään taloon Rehau Awadukt Thermo -lämmöntasaajan kautta.

Ilmanvaihtokone on ollut sen verran vaivaton ja huomaamaton, että hoksasimme aivan hiljattain, miten mielenkiintoisia mittaustuloksia sen ohjauspaneelin kautta voi seurata.

Ilmanvaihtokoneelle saapuvan ilman lämpötila sahaa yötä päivää hyvin pienessä, muutaman asteen haarukassa, koska ilma kulkee maan alla lämmöntasaajaputkistossa, ennen kuin se saapuu ilmanvaihtokoneelle. Kyseessä näyttää todella olevan "lämmöntasaaja", sillä vuorokauden aikana tapahtuvat lämpötilan vaihtelut näkyvät maaputkistosta saapuvassa ilmassa hyvin pieninä.

Esimerkkinä voidaan mainita, että läheisellä sääasemalla tämän päivän korkein lämpötila oli iltapäivällä 17,9 astetta. Samaan aikaan maaputkistossa viilennyt ilma saapui ilmanvaihtokoneelle noin 14-asteisena. Sääasemalla viime yön alin lämpötila oli 10,4 astetta ja vastaavasti ilmanvaihtokoneella tuloilma oli yöllä noin 11-asteista. Noin seitsemän asteen haarukka typistyi lämmöntasaajan vaikutuksesta kolmeen.

Lämmöntasaajan viileään putkistoon kondensoituu myös ilmankosteutta. Sääasemalla ulkoilman kosteus on tällä hetkellä 77 % ja ilmanvaihtokoneen poistoilman anturi antaa juuri nyt lukeman 40 %.

Awadukt Thermo -ilmanottotorni, josta tuloilma päätyy maaputkistoon

Ilmanvaihtokoneen ohjauspaneeli, jossa tuloilman lämpötila on säädetty 20 asteeseen

Lämmön talteenotto lämmittää 12,9-asteisen ilman 20-asteiseksi; jäteilman lämpö 16,1 astetta

Maaputkistosta saapuvan ilman lämpötila on viikon ajan sahannut 10 ja 14 asteen välimaastossa

Ilmankosteusanturi paljastaa, että isäntä on käynyt klo 6:30 suihkussa

Energiavaraaja ja ilmanvaihtokone tilattu

Teknisissä tiloissa on lattialaatoitus valmiina, joten ei ole enää esteitä LVI-asennusten etenemiselle. Sekä ilmanvaihtokoneen että suuren lämminvesivaraajan pitäisi saapua työmaalle lokakuun lopulla.

Ilmanvaihtokone mitoitettiin D2-rakentamismääräysten mukaisesti ja harkinnassa ollut Enervent Pandion jäi tällöin liian pieneksi. Lopullinen valinta osui Enervent Pelican eco MDE -malliin. 

Periaatteellisista syistä olisi ollut mukava ottaa ilmanvaihtokoneeseen vesikiertoinen patteri, mutta meillä tuloilma esilämmitetään passiivisesti pihan alle asennetulla Rehau Awadukt Thermo -lämmöntasaajalla. Näin ollen on harvinaista, että tuloilma saapuu maaputkistosta alle -10 °C:n lämpötilassa. Patteria tarvitaan pääsääntöisesti vasta näin kylmän tuloilman kanssa, sillä ilmanvaihtokoneen lämmönsiirrin lämmittää tuloilmaa tehokkaasti.

Enerventin Energy Optimizer -laskin antoi ilmanvaihtokoneen vuosihyötysuhteeksi 74,6 %.

Maaputkiston vuoksi mitoituslämpötilaksi asetettiin -10 °C, ei -26 °C. Vuosihyötysuhde on 74,6 %.

Energiavaraajavalinnassa puolestaan päädyttiin 2000-litraiseen Akvaterm Akvantti 2000 -lämminvesivaraajaan. Siihen asennetaan kolme kierukkaa (kaksi lämpimälle käyttövedelle ja yksi aurinkolämmölle) ja kaksi 6 kW -sähkövastusta.

Varaaja sijoitetaan autotallin kellariin. Sinne olisi tilan puolesta mahtunut myös 2400-litrainen malli, mutta se olisi ollut hieman oviaukkoa korkeampi. 500-kiloisia varaajia ei mielellään ryhdy kallistelemaan ja hivuttamaan liian pienistä aukoista ja siksi 2000-litrainen varaaja sopi mitoiltaan erinomaisesti.

Varaajaan kytketään lämmönlähteinä aiemmin tilatut aurinkokeräimet ja vesitakka.

Energian- ja sähkönkulutuksesta

Passiivitalon määritelmiä on muutamia erilaisia, mutta ne perustuvat yleensä energiankulutukseen ja ilmanpitävyyteen. Suomessa VTT on ehdottanut kahta määritelmää, joissa vuotuinen lämmitysenergian maksimitarve asettuu Suomen etelärannikolla tasolle 20 kWh/m². Kansainvälisessä määritelmässä se on 15 kWh/m², mutta näin kunnianhimoinen luku johtaisi Suomen ilmastossa kohtuuttomiin eristevahvuuksiin. (http://passivehouse.vtt.fi/files/passiivitalon%20maaritelma.pdf, ks. myös http://fi.wikipedia.org/wiki/Passiivitalo, www.passiivi.info/download/passiivitalon_maaritelma.pdf)

Minua on aina vaivannut se, mitä pinta-alan määritelmää tulisi käyttää. Kansainvälinen määritelmä perustuu nettolattiapinta-alaan, joka ehkä käytännössä vastaa Suomen huoneistoalaa. Olen kuitenkin nähnyt julkaisuja, joissa esitetään Suomen pinta-alamääritelmän olevan bruttoala, ei huoneistoala. (http://www.motiva.fi/files/3134/Viisi_myyttia_passiivirakentamisesta_Kimmo_Lylykangas.pdf)

Meidän tapauksessamme huoneistoala on 194 m² ja virallinen kerrosala 220,1 kem². Mikäli siihen lisätään yli 25 cm:n paksuisten seinien sallittu ylitys 17,5 m², niin päästään bruttoalaan 237,6 brm².

Tämän perusteella voidaan laskea korkein sallittu arvo vuotuiselle lämmitysenergian tarpeelle kahdella eri tulkinnalla:

• m² = huoneistoala: 194 m² * 20 kWh/m² = 3880 kWh
• m² = bruttoala: 237,6 m² * 20 kWh/m² = 4752 kWh

Jos koko lämmitysenergia ostettaisiin sähköenergiana ja kilowattitunnin hinnaksi oletetaan 0,15 €, niin vuotuinen lämmityslasku olisi maksimissaan luokkaa 582 - 713 €. 

Meillä ei kuitenkaan ole tarkoitus ripustautua ostetun sähköenergian varaan: lämpöenergiaa tuotetaan aktiivisesti puuta polttamalla, aurinkokeräimillä ja ilma-vesilämpöpumpulla. Lisäksi maaputkisto ja ilmanvaihtokoneen lämmönvaihdin lämmittävät tuloilmaa sekä auringonsäteet, valaisimet, sähkölaitteet ja ihmiset sisätiloja. Sähkön osuus lämmitysenergian tarpeesta pyritään minimoimaan.

Vaikka kävisin aika ajoin lukemassa tonttikeskuksen sähkömittarin lukemia, en millään voisi päätellä, kuinka paljon sähköä käytetään lämmitykseen. Siksi lämmitysjärjestelmän sähkönkäyttöä pitää mitata erikseen. 

Tämä ei ole aivan ongelmatonta, sillä mittausta ei mielestäni voida rajoittaa lämpöenergian suoraan tuotantoon sähköenergialla. Ei siis riitä, että mitataan, kuinka paljon esimerkiksi lämminvesivaraajan sähkövastukset kuluttavat sähköä. Vaikka vastukset ruuvattaisiin irti ja koko varaajan sisältämä lämpöenergia tuotettaisiin vesitakkaa polttamalla ja aurinkokeräimillä, niin lämmitysjärjestelmä kuluttaa silti sähköä - lämmönjakoon. Kiertovesipumput eivät vaadi paljon tehoa, mutta niiden kuluttama sähkö pitää mielestäni sisällyttää vuotuiseen lämmitysenergian tarpeeseen.

Pähkäillessäni asiaa törmäsin myös opinnäytteeseen, jossa samaa aihepiiriä on lähestytty mukavan monipuolisesti (ks. Kimmo Tahkola: Passiivi- ja matalaenergiatalojen energiamittaukset). Tässä on katkelma tiivistelmästä: "Mittaussuunnitelmissa eriteltiin käyttöveden lämmitykseen ja kiertoon kuluva energia, tilojen lämmitykseen kuluva energia piirikohtaisesti sekä ilmanvaihdon lämmitykseen kuluva energia. Lisäksi suunniteltiin seuranta siten, että eri lämmöntuottotavoilla rakennukseen tuotu energia on eriteltävissä. Muita suunniteltuja mittauksia olivat lämmön talteenoton hyötysuhteen seuranta, käyttöveden kulutus sekä laite- ja taloussähkön kulutus."

Sähköasennukset ovat parhaillaan käynnissä ja niiden aikana voidaan huomioida myös lämmitysjärjestelmän käyttämän sähköenergian mittaustarpeet. Itse kulutuslukemien kerääminen saattaa kuitenkin vaatia viitseliäisyyttä ja unohtua aina ajoittain. Siksi olisi hienoa löytää ratkaisu, joka keräisi mittausdataa automaattisesti.

Olen kuullut hyviä kokemuksia mittaus- ja tiedonkeruuratkaisuista, joilla voidaan seurata esimerkiksi erilaisia lämpötiloja, ilman suhteellista kosteutta, laitteiden päälläoloa, sähkönkulutusta, jne. Tuttava suositteli esimerkiksi Onsetin valmistamia, kohtuuhintaisia dataloggereita, jotka voidaan jättää kuukausiksi keräämään mittausdataa (http://www.onsetcomp.com/products/hobo-data-loggers, http://www.perel.fi/osastot/mittalaitteet/tiedonkeruu.htm). Silloin tällöin laitteeseen tallentunut data tyhjennetään USB-kaapelilla tietokoneelle, jossa sitä voidaan analysoida.

Olisi kiinnostavaa seurata sääolosuhteita ja niiden vaikutusta lämmitysenergian kulutukseen. Ilmanvaihdon osalta olisi mielenkiintoista tilastoida, kuinka paljon tuloilma lämpiää (tai viilenee) maaputkistossa suhteessa alkuperäiseen ulkolämpötilaan sekä miten ilman lämpötila muuttuu iv-koneen lämmönvaihtimen ja vesikiertoisen patterin vaikutuksesta. Vesikiertoisen lämmönjaon meno- ja paluuveden sekä lämminvesivaraajan lämpötiloja voisi myös kerätä. Samoin saattaisi kiinnostaa, kuinka monta tuntia vuodessa esimerkiksi vesitakan, aurinkokeräinten tai ilma-vesilämpöpumpun lämmöntuotto on käytössä, ja minkä lämpöistä vettä nämä ratkaisut syöttävät varaajaan.

Tiedonkeruuasia on vielä aivan suunnittelun alkumetreillä, joten kevään aikana tällä aluella löytyy varmasti sopivan yksinkertainen ja tarkoituksenmukainen ratkaisu. Yksinkertaisimmillaan lämmityksen tarvitsemaa sähkönkulutusta tullaan seuraamaan erillisellä sähkömittarilla ilman sen kummempaa tilastojen kartuttamista.

Savuhormi vesitakalle

Schiedelin savuhormi asennettuna

Passiivitalo asettaa vaatimuksia tulisijoille ja niiden lämpökuorman hallinnalle. Keski-Euroopasta tutut vesitakat alkavat hiljalleen yleistyä myös Suomen passiivitalokohteissa. Vesitakkojen nerokkuus perustuu siihen, että ylimääräinen lämpöenergia siirretään takkasydämessä kiertävään veteen ja sen välityksellä lämminvesivaraajaan. Tällöin tulisijan säteilylämpö jää pienemmäksi, eikä kuumenna hyvin eristettyjä oleskelutiloja kohtuuttomasti.

Olemme ensisijaisesti harkinneet Normathermin vesitakkoja niiden hyvän maineen ja käyttäjäkokemusten perusteella. Tarkkaa mallia emme ole valinneet, mutta savuhormia valittaessa tutkittiin Normathermin vaatimukset tarkkaan ja oltiin myös yhteydessä yritykseen. Pienemmissä takkarungoissa pyöreän hormiliitoksen halkaisija on 250 mm ja suuremmissa 300 mm.

Teknisistä dokumenteista ei löytynyt tietoa siitä, minkä kokoinen itse savuhormin tulisi olla. Kysyimme asiaa Normathermilta ja saimme vastauksen, että hormin pitäisi jatkua hormiliitoksen kokoisena.

Yritimme kuumeisesti etsiä sopivaa hormia, mutta varteenotettavien valmistajien suurimmatkin mallit jäivät noin 180-200 mm:n halkaisijaan. Perinteiset puolen ja yhden kiven muuratut hormit ovat myös riittämättömiä. Urakoitsija totesi, että on nähnyt Normathermin edellyttämän kokoluokan hormeja vain lähiseudun krematoriossa, mutta tästäkin huolimatta valmistaja pysyi kannassaan.

Tutkimme takkasydämen rakennetta hieman tarkemmin ja huomasimme, että hormiliitoksen yhteydessä on savupelti, joka rajoittaa savukaasujen virtaamista savuhormiin. Siksi rohkenimme olettaa, että aukko ei ole koskaan kokonaisuudessaan auki ja pienempikin hormi olisi mahdollinen.

Valintamme osui Schiedel Rondo Plus -savuhormin suurimpaan, 200-milliseen, malliin. Sen 360x360-kevytsoraharkkojen sisällä kulkee vuorivillaeristeeseen kääritty 200 mm:n keraaminen hormielementti. Hormi saapui kätevästi yhdellä lavalla alkuviikosta ja se muurattiin pystyyn pari päivää myöhemmin.

Passiivipuutalon lämmitysjärjestelmä, versio 2.0

LVI-suunnittelu saatiin päätökseen viimein kesäkuun alussa, mutta lopputulos ei lämmityksen osalta ollut vielä tyydyttävä. Ratkaisua on kuvattu tässä blogissa 3.6.2012 kirjoituksessa Energiavaraaja vesitakalle ja aurinkokeräimille.

Erinomaiseksi osoittautuneen LVI-urakoitsijamme toimitusjohtaja vietti unettoman yön piirustusten äärellä ja aamun sarastaessa ruutupaperille oli syntynyt yksinkertaisuudessaan nerokas ehdotus. LVI-suunnittelijan alkuperäinen esitys kolmesta kookkaasta lämminvesivaraajasta oli kutistunut nyt yhteen suureen varaajaan. Lisäksi autotallin kellarin ja teknisen tilan työnjakoa oli selkeytetty: energia varastoidaan kellarissa ja jaetaan käyttöön päärakennuksen teknisessä tilassa.

Lämpöenergian tuotanto

Passiivitaloissa ei välttämättä tarvita varsinaista lämmitysjärjestelmää, sillä lämmitysenergian tarve on hyvin pieni. Lämmitystä tarvitaan monesti vain muutaman talvikuukauden aikana.

Lämmin käyttövesi täytyy kuitenkin tuottaa jotenkin ja meillä tuotettua lämpöenergiaa käytetään sekä käyttöveden että lämmityksen tarpeisiin.

Passiivipuutalomme lämpöenergia tuotetaan hybridiratkaisulla, johon kuuluu seuraavia osa-alueita:

• Vesitakka: Perinteinen tulisija saattaa tuottaa passiivitalossa liian suuren ja hallitsemattoman lämpökuorman sisäilmaan. Siksi meillä tullaan käyttämään vesitakkaa, jossa valtaosa lämpöenergiasta siirtyy takkasydämessä kiertävään veteen ja varastoituu lämminvesivaraajaan. Ratkaisu tulee perustumaan Normathermin vesitakkaan, mutta tarkkaa mallia ei vielä ole valittu.
• Aurinkokeräimet: Lämpöenergiaa tuotetaan myös aurinkokeräimillä, jotka asennetaan pystyasentoon autotallin eteläseinään. Kerroin Savosolarin keräimistä kirjoituksessa 3.4.2012 Aurinkoenergiainnovaatioita Suomen Savosta, mutta olen sittemmin harkinnut myös muita vaihtoehtoja. Esimerkiksi Roth Heliostar -aurinkokeräin vetoaa minuun polykarbonaattirakenteensa vuoksi. Sen valmistamiseen on vaadittu vain murto-osa Savosolarin alumiinikeräimen vaatimasta energiasta.
• Ilmavesilämpöpumppu: Alkuperäisessä LVI-suunnitelmassa ehdotettiin ilmanvaihtokoneeseen integroitua poistoilmalämpöpumppua päärakennukseen. Päädyimme kuitenkin autotallin seinään asennettavaan ilmavesilämpöpumppuun, joka lämmittää autotallin kellarin suurta energiavaraajaa silloin, kun aurinko ei paista tai takkaa ei polteta. Niben ilmavesilämpöpumput saattaisivat olla ruotsalaisen alkuperänsä johdosta Suomenkin ilmastoon sopivia laitteita.
• Tuloilman esilämmitys: Raitis tuloilma voidaan talvikaudella ottaa sisään maaputkiston kautta. Maaperään varastoitunut lämpöenergia esilämmittää pakkasilmaa, jolloin se saapuu ilmanvaihtokoneelle passiivisesti esilämmitettynä. Ratkaisumme perustuu Rehaun AWADUKT Thermo -ratkaisuun, jonka asennusta on kuvattu blogissa aiemmin (ks. 22.4.2012 Tuloilman maaputkistoa asennetaan).
• Lämmön talteenotto: Koneellinen ilmanvaihto varustetaan tehokkaalla lämmön talteenotolla, joka siirtää poistoilman lämpöenergiaa tuloilmaan. Ilmanvaihtolaitetta ei ole vielä valittu, mutta Enerventin ilmanvaihtokoneet ovat tällä hetkellä varteenotettavin vaihtoehto.
• Passiiviset lämpökuormat: Ihmiset ja sähkölaitteet tuottavat lämpöenergiaa, joka jää ilmanpitävän ja hyvin eristetyn ulkovaipan ansiosta rakennuksen sisään. Lisäksi matalalta paistava talviaurinko on huomioitu lämmönlähteenä jo arkkitehtisuunnittelussa.

Lämpöenergian varastointi

Lämpöenergiaa varastoidaan autotallin kellarissa sijaitsevaan suureen lämminvesivaraajaan. Se saattaa olla Akvatermin 2400-litrainen AKVANTTI-ovaalivaraaja. Varaajaa lämmittävät päärakennuksen vesitakka, autotallin eteläseinän aurinkokeräimet ja autotallin kellarin seinän ilmavesilämpöpumppu.

Varastoitua lämpöenergiaa käytetään sekä lämpimän käyttöveden että lämmityksen tarpeisiin. Lämpimälle käyttövedelle saatetaan vielä tarvita päärakennuksen tekniseen tilaan pieni varaaja, jolla lämpötila nostetaan tarvittaessa sähkövastuksilla riittävälle tasolle, jos iso varaaja ei ole tarpeeksi lämmin.

Lämmönjako

Vaikka passiivitalon lämmitysenergian tarve on pieni, päätimme asentaa vesikiertoisen lattialämmityksen sekä laatta- että lankkulattioiden alle. Autotallin kellariin varastoitu lämpöenergia pumpataan eristetyissä putkissa päärakennukselle, jossa se jaetaan lattiapintojen kautta huonetiloihin. Myös ilmanvaihtokoneen yhteydessä on vesikiertoinen patteri, jolla tuloilmaa voidaan tarvittaessa lämmittää.

Lämmönjakojärjestelmäksi valittiin Uponorin lattialämmitysratkaisu.

Veteen perustuva energian varastointi ja kuljettaminen mahdollistaa irtaantumisen sähkölämmityksestä. Sähköä tarvitaan vain pienessä määrin kiertovesipumppujen pyörittämiseen, mutta lämpöenergia on tuotettu paikallisesti ja ekologisesti. Vesitakka ja aurinkokeräimet muodostavat ensisijaiset lämmönlähteet, joita tuetaan tarvittaessa muilla yllämainituilla ratkaisuilla.

Lähtökohtia LVIS-suunnittelulle

Passiivitalo asettaa erityisvaatimuksia mm. lämmitys- ja ilmanvaihtoratkaisuille. Olemme pohtineet näitä teemoja jo ennen varsinaisen LVIS-suunnittelun alkamista.

Lämmitys

Passiivitalo ei tarvitse järeää lämmitysjärjestelmää, mutta talven kovimpien pakkaskausien aikana lisälämpö on tarpeen. Ajatuksemme lämmöntuotannosta ja lämmönjaosta ovat alkaneet hahmottua. Kummassakin tapauksessa on kysymys eräänlaisesta hybridiratkaisusta.

Lämmöntuotannossa hyödynnetään passiivisia lämpökuormia. Talvella matalalta paistava aurinko lämmittää sisätiloja ja lämpö varautuu rakenteisiin. Sähkölaitteet ja ihmiset tuottavat myös lämpöä, joka jää riittävän eristepaksuuden, ulkovaipan ilmanpitävyyden ja tehokkaan lämmöntalteenoton ansiosta rakennuksen sisään. Näiden passiivisten keinojen lisäksi lämpöenergiaa tuotetaan aurinkokeräimillä ja polttamalla puuta vesitakassa. Tuotettu energia varastoidaan lämminvesivaraajaan.

Koska lämpöenergiaa varastoidaan veteen, on luontevaa käyttää vesikiertoista lämmönjakoa. Lämmin vesi kiertää päärakennuksen lattiapinnan alla putkistossa ja myös tuloilman lämmittämisessä käytetään ilmanvaihtokoneen yhteydessä vesikiertoista patteria.

Olemme lisäksi harkinneet monissa passiivitaloissa käytettäviä, keraamisiin vastuksiin perustuvia ja huonekohtaisesti säädettäviä ilmanvaihdon päätelaitteita. Tällainen suoraan sähköön perustuva lämmitysmuoto ei kuitenkaan tunnu yhtä mielekkäältä kuin vesikiertoinen ratkaisumme.

Tulisija saattaa lämmittää passiivitalon sisätiloja liikaa ja aiheuttaa jäähdytystarvetta.

Tätä riskiä voidaan pienentää esimerkiksi toteuttamalla olohuoneen tulisija

vesitakkana, jossa valtaosa lämpöenergiasta johdetaan lämmenneen veden

mukana lämminvesivaraajaan. Takka voidaan tehdä esimerkiksi Normathermin

vesitakkasydämestä, joka on laajalti käytetty ratkaisu passiivitaloissa. Takkasydän

ympäröidään joko muuratulla kuorella tai metallirunkoon kiinnitetyllä Luja-levyverhouksella, joka vaikkapa rapataan tai maalataan. Takkasydän vaatii vesijohdot sekä kylmälle että takassa lämminneelle vedelle, joka johdetaan lämminvesivaraajaan. Takkasydän vaatii huoltoluukun ja myös nuohoamisen vaatimukset on huomioitava.

Savuhormin paloturvallisuus on äärimmäisen tärkeä asia, sillä takassa saattaa

palaa useampikin pesällinen illassa. Viime aikoina on uutisoitu kevythormien

aiheuttamasta paloturvallisuusriskistä: hormi kuumenee liikaa läpiviennin kohdalla,

koska yläpohjan eristepaksuudet ovat nykyisin niin suuria. Tällaiset tiedot ovat

laimentaneet kiinnostustamme kevythormeihin. Varteenotettava ratkaisu voisi olla

perinteinen muurattu savuhormi.

Vesi ja viemäri

Rakennus on kunnallistekniikan ulottumattomissa ja vettä varten tarvitaan

porakaivo.

Tavoitteena on, että jätevesinä syntyy ainoastaan harmaita vesiä. Rakennus on

haja-asutusalueella ja harmaat vedet on tarkoitus imeyttää maaperään. Imeyttämisen täytyy tapahtua riittävän etäällä porakaivosta.

Mustien vesien syntyminen ehkäistään käyttämällä kompostoivia kuivakäymälöitä. Yleensä sisätiloihin sijoittuvat suuren kapasiteetin kuivakäymälät edellyttävät kellarikerrokseen sijoitettua kompostisäiliötä. Päärakennukseen ei kuitenkaan tule kellaria, joten säiliötä ei voida sijoittaa WC-tilojen alapuolelle. Tämän vuoksi harkitsemme alipaineella toimivia WC-ratkaisuja, joissa jätökset voidaan kuljettaa samassa tasossa sijaitsevaan kompostointisäiliöön. Markkinoilla olevia ratkaisuja tähän tarpeeseen ovat esimerkiksi Envirolet FlushSmart VF ja Jets.

Ilmanvaihto

Rakennukseen tulee koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto, jotka on varustettu

tehokkaalla poistoilman lämmöntalteenotolla. Tuloilmaa voidaan lämmittää kylmällä kaudella vesikiertoisen patterin avulla.

Tuloilman esilämmittämisessä mm. Keski-Euroopassa käytetty maaputkisto saattaa olla hankalasti huollettava ja se edellyttää viemäröintiä kondensoituvan veden vuoksi. Siksi

harkitsemme vielä, toteutetaanko sellainen meille.

Ilmanvaihtokanavat asennetaan alaslaskettujen sisäkattojen yläpuolelle. Niiden

äänenvaimennus on erittäin tärkeää, jotta oleskelutiloihin ja makuuhuoneisiin ei

kantaudu häiritsevää kohinaa. Kanavissa vältetään yli 45 asteen kulmia, jotta

puhdistaminen on helppoa.

Olohuoneen vesitakka tarvitsee tuloilmaa takkaa poltettaessa. Hyvän vedon

takaamiseksi ilmanvaihdon kokonaisuus tulee suunnitella myös takan polttamista

ajatellen.

Sähkö ja valaistus

Päärakennuksen sisällä sähkövedot pyritään toteuttamaan ilmansulun sisäpuolelle, jotta läpivientejä tulee mahdollisimman vähän. Valaistuksen osalta ohjaava periaate on täyden spektrin päivänvalovalaistuksen (värilämpötila noin 5 500 K) hyödyntäminen. Suuri osa

valaistuksesta tulee olemaan epäsuoraa. Suoraa valaistusta käytettäessä täytyy varmistua siitä, etteivät valaisimet häikäise.

Valaisimia varten voidaan tehdä huomaamattomia valohyllyjä, joiden yläpinnalle

asennetut LED-valaisimet tai loisteputket valaisevat katon kautta epäsuorasti. Halogeeneja, hehkulamppuja ja häikäiseviä alasvaloja ei käytetä.

Suunnitelmat tarkentuvat

Tarkka rakennuspaikka on viimein löytynyt maastossa liikkumisen myötä. Rakennus tulee sijoittumaan kiinteistöllä sijaitsevan kallioharjanteen etelärinteeseen. Näin ollen ikkunoista avautuu näkymä etelään ja lounaaseen laskeutuvaan rinteeseen sekä harjanteen yli myös itäisiin ilmansuuntiin. Pohjoisen puolella rakennuksia suojaa tiivis metsä.

Tärkeitä suunnittelun lähtökohtia ovat ekologisuus, energiatehokkuus, muotojen selkeys sekä tilojen esteettömyys ja avaruus. Rakennus on yksitasoinen ja muodoltaan pelkistetty, suorakaiteen muotoinen – ylimääräisiä erkkereitä ja ulokkeita vältetään. Oleskelutiloista avautuu paljon ikkunapinta-alaa ulos, mutta riittävät räystäät varmistavat, etteivät sisätilat pääse kuumenemaan. Oleskelutiloista on myös käynti ulkoterassille, jonka olisi hyvä olla samassa tasossa oleskelutilan kanssa.

Tiivis vaippa rakennetaan kokonaisuudessaan puumateriaaleista. Eristeenä käytetään riittävän paksua selluvillakerrosta ja ilmansulku toteutetaan rakennuspaperilla. Julkisivuissa kiinnostavin ratkaisu olisi leveä vaakalaudoitus, joka harmaantuu joko ajan myötä tai rautavihtrillin myötävaikutuksella. Kattomallin osalta kiinnostavia mahdollisuuksia olisivat joko pulpettikatto tai harjakatto, jossa lappeet eivät olisi aivan symmetrisiä. Katto katetaan todennäköisesti tiilillä.

Rakennuksessa on koneellinen ilmanvaihto, jossa on tehokas lämmön talteenotto ja äänenvaimennus. Asuintilojen kuumenemista ehkäistään rakenteellisilla ratkaisuilla, kuten riittävän leveillä räystäillä.

Puhdas sisäilma ja pölyttömyys ovat tärkeitä, mikä täytyy huomioida rakennusmateriaalien ja kalusteiden valinnassa. Vaikka nykyisissä lastulevyissä ja vanereissa on aiempaa vähemmän formaldehydiä yms., pyritään tällaiset materiaalit korvaamaan massiivipuisilla ratkaisuilla.