Tasauslaskenta

Tasauslaskentaopas 2018 ja tässä esitetyt esimerkkilaskelmat löytyvät osoitteesta Motiva.fi

Tasauslaskentaoppaasta löydät yksityiskohtaisesti menetelmät lämpöhäviöiden tasauslaskentaan (Liitteet 1 ja 2), vaipan ilmanpitävyyden osoittamiseen (Liite 3) sekä ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteen laskentaan (Liite 4, Moniste 122).

Alla on esitetty Energiatehokas.fi laskurin tulokset verrattuna Tasauslaskentaopas 2018:n tuloksiin. Energiatehokas.fi:n tasauslaskennan laskuri on tehty Tasauslaskentaopas 2018 laskentaperiaatteiden mukaisesti ja sen antamat tulokset ovat vastaavia kuin Ympäristöministeriön Tasauslaskin 2018 (versio joulukuu 2017) Excel-laskurin tulokset.


Tasauslaskenta


Pientalo 1 (suuri ikkunapinta-ala)

Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 163 m2. Kohteessa on haluttu käyttää suuria ikkunapintoja. Suuren ikkunapinta-alan takia talon vaipan lämpöhäviö olisi 23 % suurempi kuin vertailuratkaisun. Syntynyttä lämpöhäviötä tasataan vaippaa parantamalla, jotta yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö saadaan pysymään vertailuarvon alapuolella.

Koska kohteessa on paljon ikkunapinta-alaa, saavutetaan ikkunoiden parantamisella suhteessa suuri hyöty. Ikkunoiden U-arvoa parannetaan arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,8 W/(m2K). Ilmanpitävyyteen kiinnitetään huomiota rakennusvaiheessa ja ennen rakennuksen käyttöönottoa mitattu ilmanvuotoluku q 50 on 2,0 m3/(h m2), mikä on yhtä suuri kuin ilmanvuotoluvun vertailuarvo.

Tasauslaskennassa käytetään ilmanvaihtolaitoksen käyttöajoilla painotettua poistoilmavirtaa. Poistoilmavirtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmavirtaa 0,4 dm3/s neliötä kohti. Lämmitetty nettopinta-ala on 147 m2. Asetuksen mukaisesti ilmanvaihto on käynnissä jatkuvasti eli viikoittainen käyntiaikasuhde t v on 1 ja vuorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Tasauslaskelmissa käytettävä ilmavirta q v, p on

q v, p = 0,4 dm3/(s m2) · 147 m2 · 24h/24h · 7vrk/7vrk = 59 dm3/s = 0,059 m3/s

Ilmanvaihdon lämpöhäviötä pienennetään valitsemalla vertailutasoa parempi ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaite, jolla ilmanvaihtojärjestelmän lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde saadaan nostettua 55 %:sta 70 %:iin. Ilmanvaihtokoneesta tehdyn erillisen selvityksen mukaan LTO:n vuosihyötysuhde on 70 %, jota voidaan käyttää lämpöhäviöiden tasauksessa. Keittiön liesikuvussa on tehokas rasvasuodatin ja hyvä kärynsieppauskyky. Liesikuvun poistoilmavirta johdetaan kokonaisuudessaan lämmöntalteenoton kautta ulos.

Parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö on pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen.

  • Rakennusluokka 1
  • Rakennustilavuus 522 m3
  • Lämmitetty nettoala 147 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,17 / 0,09 / 0,16 / 0,80 / 1,00
  • Ilmanvuotoluku q50 = 2
  • Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 70%
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 129 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 129 W/K
Energiatehokas.fi
Tasauslaskentaopas 2018

Pientalo 2 (Ei lämmöntalteenottoa)

Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 163 m2.

Kohde on haluttu toteuttaa ilman lämmöntalteenottoa poistoilmasta (LTO). Ilmanvaihdon suuremman lämpöhäviön takia parannetaan rakennuksen vaippaa. Rakennuksen vaipan ilmavuotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota ja rakennuksen ilmanpitävyys mitattiin ennen rakennuksen käyttöönottoa. Mittausten mukaan vaipan ilmanvuotoluvun q 50 arvoksi osoittautui 0,6 m3/(h m2), joka on parempi kuin vertailuarvo 2,0 m3/(h m2).

Poistoilmavirta on laskettu aiemmassa esimerkissä.

Vaipan lämpöhäviöitä pienennetään parantamalla ulkoseinän U-arvoa arvosta 0,17 W/(m2K) arvoon 0,10 W/(m2K), yläpohjan U-arvoa arvosta 0,09 W/(m2K) arvoon 0,07 W/(m2K), alapohjan U-arvoa arvosta 0,16 W/(m2K) arvoon 0,09 W/(m2K), ikkunoiden U-arvoa arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,6 W/(m2K) ja ovien U-arvoa arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,75 W/(m2K).

Näiden parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö on pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen.

  • Rakennusluokka 1
  • Rakennustilavuus 522 m3
  • Lämmitetty nettoala 147 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,10 / 0,07 / 0,09 / 0,60 / 0,75
  • Ilmanvuotoluku q50 = 0,6
  • Ilmanvaihdossa ei lämmöntalteenottoa
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 129 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 129 W/K

Pientalo 3 (Hirsitalo)

Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 78 m2.

Kohteessa on haluttu käyttää ulkoseinissä eristämätöntä massiivihirttä. Seinärakenteen U-arvo on 0,53 W/(m2K). Tässä kohteessa vaipan lämpöhäviötä pienennetään parantamalla alapohjan, ovien ja ikkunoiden U-arvoja. Rakennuksen vaipan ilmavuotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota ja rakennuksen ilmanpitävyys mitattiin ennen rakennuksen käyttöönottoa. Mittausten mukaan vaipan ilmanvuotoluvun q 50 arvoksi osoittautui 2,0 m3/(h m2), joka on sama kuin vertailuarvo.

Lämmöntalteenoton osalta valitaan käytettäväksi ratkaisu, jonka vuosihyötysuhde on erillisen selvityksen mukaan 75 %. Keittiön liesikuvussa on tehokas rasvasuodatin ja kuvun poistoilmavirta johdetaan lämmöntalteenoton kautta ulos. Poistoilmavirtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmavirtaa 0,4 dm3/s neliötä kohti. Lämmitetty nettopinta-ala on 71 m2. Asetuksen mukaisesti ilmanvaihto on käynnissä jatkuvasti eli viikoittainen käyntiaikasuhde t v on 1 ja vuorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Tasauslaskelmissa käytettävä ilmavirta q v, p on

q v, p = 0,4 dm3/(s m2) · 71 m2 · 24h/24h · 7vrk/7vrk = 28 dm3/s = 0,028 m3/s

Vaipan lämpöhäviötä pienennetään parantamalla alapohjan U-arvoa arvosta 0,16 W/(m2K) arvoon 0,12 W/(m2K) ja ikkunoiden U-arvoa arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,8 W/(m2K).

Parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö on pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen.

  • Rakennusluokka 1
  • Rakennustilavuus 250 m3
  • Lämmitetty nettoala 71 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,16 / 0,09 / 0,12 / 0,80 / 1,00
  • Massiivipuuseinää 78 m2, U-arvo 0,53
  • Ilmanvuotoluku q50 = 2
  • Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 75%
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 89 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 88 W/K

Pientalo 4 (Painovoimainen ilmanvaihto)

Esimerkkikohteena on 1-kerroksinen pientalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 163 m2.

Kohde on haluttu toteuttaa painovoimaisella ilmanvaihtojärjestelmällä ilman lämmöntalteenottoa poistoilmasta (LTO). Painovoimaisen ilmanvaihdon poistoilmavirrat eivät kuulu LTO-vaatimuksen piiriin. LTO:n puuttumista ja siitä aiheutuvaa ilmanvaihdon suurempaa lämpöhäviötä ei tarvitse tasata esimerkiksi parantamalla rakennuksen vaippaa.

Rakennuksen vaipan ilmavuotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota, mutta rakennuksen ilmanpitävyyttä ei mitattu ennen rakennuksen käyttöönottoa. Rakennuksen vaipan ilmanvuotoluvun q 50 arvona käytettiin asetuksen mukaisesti arvoa 4,0 m3/(h m2), joka on huonompi kuin vertailuarvo 2,0 m3/(h m2). Suuremman vuotoilmavirran aiheuttama lisälämpöhäviö joudutaan tasaamaan parantamalla rakennuksen vaippaa.

Vaipan lämpöhäviöitä pienennetään parantamalla ulkoseinän U-arvoa arvosta 0,17 W/(m2K) arvoon 0,16 W/(m2K) ja ikkunoiden U-arvoa arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,7 W/(m2K).

Poistoilmavirta on laskettu ensimmäisessä esimerkissä.

Näiden parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö on pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen. Tässä tapauksessa painovoimaisella ilmanvaihdolla varustetulle rakennukselle sallitaan 30 % suurempi lämpöhäviö kuin koneellisen ilmanvaihdon rakennukselle.

  • Rakennusluokka 1
  • Rakennustilavuus 522 m3
  • Lämmitetty nettoala 147 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,16 / 0,09 / 0,16 / 0,70 / 1,00
  • Ilmanvuotoluku q50 = 4
  • Painovoimainen ilmanvaihto
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 168 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 167 W/K

Asuinkerrostalo 1 (Parempi ilmanpitävyys)

Esimerkkikohteena on 3-kerroksinen asuinkerrostalo, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 1 330 m2. Talossa on 17 huoneistoa.

Ulkoseinät ovat betonielementtirakenteisia ja niiden U-arvo on 0,17 W/(m2K). Muidenkin vaipan rakennusosien U-arvot ovat vertailuarvojen mukaisia.

Asuinhuoneistojen ilmanvaihto toteutettiin huoneistokohtaisilla ilmanvaihtokoneilla, joiden lämmöntalteenoton (LTO) vuosihyötysuhde on 65 %. Ilmanvaihto on asukkaan ohjattavissa. Tulo- ja poistoilmavirtoja pystytään tehostamaan huoneistokohtaisesti 30 % ja pienentämään 50 %. Muissa tiloissa on koneellinen poistoilmanvaihto ilman LTO:a. Näissä ilmanvaihtokoneen LTO:n vuosihyötysuhteena käytetään arvoa 0 %. Koko rakennuksen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde laskettiin ympäristöministeriö www-sivuilta löytyvällä LTO-laskimella (oheinen taulukko). LTO:n vuosihyötysuhdetta määritettäessä ilmavirtoina käytetään suunniteltuja ilmavirtoja. Koko rakennuksen ilmanvaihdon LTO:n vuosihyötysuhteeksi saadaan 55 %. Tätä arvoa käytetään tasauslaskennassa.

Tasauslaskennassa käytetään ilmanvaihtolaitoksen käyttöajoilla painotettua poistoilmavirtaa. Poistoilmavirtana käytetään asetuksen mukaista ominaisilmavirtaa 0,4 dm3/s neliötä kohti. Mikäli ilmanvaihto ei olisi ollut asukkaiden ohjattavissa huoneistokohtaisesti, niin ominaisilmavirtana käytettäisiin arvoa 0,5 dm3/s neliötä kohti. Todellinen suunniteltu ilmavirta poikkesi tästä ilmavirrasta. Lämmitetty nettopinta-ala on 1215 m2. Asetuksen mukaisesti ilmanvaihto on käynnissä jatkuvasti eli viikoittainen käyntiaikasuhde t v on 1 ja vuorokautinen käyntiaikasuhde t d on 1. Tasauslaskelmissa käytettävä ilmavirta q v, p on

q v, p = 0,5 dm3/(s m2) · 1215 m2 · 24h/24h · 7vrk/7vrk = 608 dm3/s = 0,608 m3/s

Rakennuksen vaipan ilmavuotojen minimoimiseksi kiinnitettiin työn laatuun erityistä huomiota ja rakennuksen ilmanpitävyys mitattiin ennen rakennuksen käyttöönottoa. Mittausten mukaan vaipan ilmanvuotoluvun q 50 arvoksi osoittautui 0,9 m3/(h m2), joka on parempi kuin vertailuarvo 2,0 m3/(h m2).

Lämpöhäviön tasauslaskelma päivitettiin käyttämällä mitattua ilmanpitävyyttä. Laskelman mukaan rakennuksen ominaislämpöhäviö on 4 % pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen.

  • Rakennusluokka 2
  • Rakennustilavuus 4220 m3
  • Lämmitetty nettoala 1215 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,17 / 0,09 / 0,17 / 1,00 / 1,00
  • Ilmanvuotoluku q50 = 0,9
  • Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 55%
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 832 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 802 W/K

Toimistotalo 1 (Puolet julkisivusta lasia)

Esimerkkikohteena on 4-kerroksinen toimistorakennus, jonka maanpäällisten kerrosten kerrostasoala on 3 480 m2.

Puolet talon julkisivusta on perinteistä ikkunaa tai muuta lasirakennetta. Ikkunoiden kokonaispinta- ala on 50 % julkisivun pinta-alasta. Suuresta ikkunapinta-alasta johtuvan lämpöhäviön takia rakennusosien lämpöhäviöitä pitää pienentää tai LTO:a pitää parantaa.

Suunnitteluratkaisussa pienennetään vaipan U-arvoja valitsemalla laadukkaat ikkunat ja ovet. Ikkunoiden U-arvo paranee arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,8 W/(m2K) ja ulko-ovien arvosta 1,0 W/(m2K) arvoon 0,7 W/(m2K). Kokemuspohjasta tiedettiin, että suunnitellun rakennuksen ilmanvuotoluku ei tulisi ylittämään ainakaan arvoa 3,0 m3/(h m2), joten sitä käytettiin suunnitteluarvona.

Pääilmanvaihtokoneet varustettiin tehokkaalla LTO:illa, joiden vuosihyötysuhteet ovat 75 ja 70 %. Lisäksi portaikkojen ilmanvaihtojärjestelmäksi valittiin tulo- ja poistoilmanvaihto LTO:lla. Portaikkojen ilman laatu parani merkittävästi ja LTO:n vuosihyötysuhdetta saatiin parannettua kustannustehokkaasti. Koko rakennuksen LTO:n vuosihyötysuhde on erillisen selvityksen mukaan 62 % (oheinen taulukko).

Tasauslaskelmissa käytetään ilmanvaihtolaitoksen käyttöajoilla painotettua poistoilmavirtaa. Toimistorakennuksen asetuksen mukainen ulkoilmavirta on 2 dm3/s neliötä kohti. Lämmitetty nettoala on 3 248 m2. Ilmanvaihtolaitos on käynnissä asetuksen mukaisesti viisi päivää viikossa eli viikoittainen käyntiaikasuhde t v on 5vrk/7vrk. Laitoksen keskimääräinen vuorokautinen käyntiaika on asetuksen mukaisesti 11 tuntia (klo 6 - 18). Lisäksi ilmanvaihtoa käytetään asetuksen mukaisesti yksi tunti ennen rakennuksen käyttöä ja yksi tunti rakennuksen käytön jälkeen. Vuorokautinen käyntiaikasuhde t d on 13h/24h. Käyttöajan ulkopuolella ilmanvaihto on asetuksen mukaisesti 0,15 dm3/s neliötä kohti. Tasauslaskelmissa käytettävä ilmavirta q v, p on

q v, p = 2 dm3/(s m2) · 3 248 m2 · 13h/24h · 5vrk/7vrk + 0,15 dm3/(s m2) · 3 248 m2 · (11h/24h · 5vrk/7vrk + 24h/24h · 2vrk/7vrk) = 2 513 + 299 dm3/s = 2,812 m3/s

Energiatehokkuuden parannusten jälkeen rakennuksen yhteenlaskettu ominaislämpöhäviö on pienempi kuin vertailulämpöhäviö. Suunnitteluratkaisu täyttää lämpöhäviövaatimuksen.

  • Rakennusluokka 3
  • Rakennustilavuus 12790 m3
  • Lämmitetty nettoala 3248 m2
  • US / YP / AP / IKK / OVI = 0,17 / 0,09 / 0,15 / 0,80 / 0,70
  • Ilmanvuotoluku q50 = 3
  • Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde 62%
  • Vertailuratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 2651 W/K
  • Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö molemmissa 2634 W/K