Passiivitalo on kokonaisratkaisu

15.9.2007

Passiivitalo on energiatehokas talo, jonka lämmitysenergian tarve on niin pieni kuin se teknisesti järkevillä ulkovaipan ja ilmanvaihdon ratkaisuilla on mahdollista. Passiivisuus tarkoittaa yksinkertaista energiansäästöteknologiaa. Talotekniikan tarkoituksena on kattaa passiivisin keinoin saavutettu pieni energian tarve.

Pietarsaareen vuonna 1993 valmistunut IEA5-talo

Passiivitalon tekniikassa ei sinänsä ole mitään uutta. Talon lämmöneristys on tavanomaista matalaenergiataloa parempi ja ulkovaippa tiiviimpi. Hyvästä lämmöneristyksestä johtuen asunnon lämpötilan vaihtelut ovat pieniä. Kun sisäilma on ulkovaipan ilmanpitävyydestä johtuen vedoton, on myös lämpöviihtyvyys silloin hyvä. Talo tulee suunnitella siten, että koneellista jäähdytystä ei tarvita, ja että sisäilmasto pysyy hyvänä ja terveellisenä.

 Passiivitalo perustuu kokonaistoimivuuteen, jossa suunnittelun ja toteutuksen laatu korostuvat. Kun rakennuksen ulkovaipan ratkaisut ovat energiatehokkaita ja niiden ominaisuudet tunnetaan tarkasti, lämmityksen tehon- ja energiantarpeen mitoitus voi perustua todellisiin ominaisuuksiin. Silloin järjestelmäsuunnittelu ei edellytä rakennuksen ominaisuuksiin liittyvästä epävarmuudesta johtuvaa ylimitoitusta. Samalla lämmitysjärjestelmästä tulee pienitehoinen ja yksinkertainen.

 Sähkö on varsin luonnollinen vaihtoehto yksittäisen talon lämmönlähteeksi. Sähkölämmitteisessä talossa passiivitalon määritelmän primäärienergian tarve edellyttää kuitenkin myös talotekniikan laitteilta, kodinkoneilta ja valaistukselta hyvää energiatehokkuutta.


Energiatehokkuus ratkaisee

 Rakennuksen hyvä lämmön eristäminen, ulkovaipan ilmanpitävyys ja ilmanvaihdon lämmön talteenotto turvaavat energian tehokkaan käytön. Hyvin eristetty talo voi käyttää hyödyksi myös ikkunoiden kautta saatavaa auringon energiaa ja kodinkoneista ja laitteista syntyvää lämpöä. Omakoti-, rivi- ja asuinkerrostalot ovat ensisijaisia passiivitalokohteita.

Passiivitalon energiantarvePassiivitalon määritelmä perustuu talon energiatehokkuuteen. VTT (Valtion teknillinen tutkimuskeskus) on määritellyt eurooppalaisen PEP-tutkimuksen (Promotion of European Passive Houses) pohjalta alustavasti Suomen ilmastoon soveltuvan passiivitalon lämmitysenergian tarpeen seuraavasti: eteläisin Suomi: 20 kWh/m2, Keski-Suomi: 25 kWh/m2 ja Pohjois-Suomi: 30 kWh/m2. Lisäksi perusmääritelmään kuuluu primäärienergian tarve, Suomessa 130–140 kWh/m2, ja rakennuksen ulkovaipan ilmanpitävyys (ilmavuotoluku n50 = 0,6 1/h).

  Passiivitalojen energialaskelmien perusteella edellä esitetyt energiantarpeen raja-arvot ovat tiukkoja mutta saavutettavissa olevia. Sen sijaan käytäntö ja kokemukset rakentamisen lämpöteknisestä laadusta viittaavat vaikeuksiin saavuttaa tarvittava ulkovaipan ilmanpitävyys.

 Lähelle passiivitalon vaatimustasoa päästiin jo Pietarsaareen vuonna 1993 rakennetussa IEA5-talossa. Talon lämmityksen ostoenergian kulutus oli 13 kWh/m2 vuodessa ja kokonaisenergian kulutus 48 kWh/m2. Pieni kulutus perustuu kuitenkin laitetekniikkaan. Energiantarve on talossa suurempi kuin mitä passiivitalon määritelmä edellyttää. Talo on kuitenkin esimerkki siitä, että matala energiankulutus ei rajoita talon arkkitehtuuria.

 
Energiaratkaisut

 Passiivitalossa ei välttämättä tarvita perinteisiä lämmönjakojärjestelmiä kuten lattialämmitystä tai radiaattoreita. Esimerkiksi vesikiertoinen patteriverkosto on lämmitystarpeeseen nähden raskas ja vaikeasti hallittava järjestelmä. Lattialämmityskin tulee mitoittaa aivan uudella tavalla, jotta se ei aiheuta ylilämpöä talvella. Kun lämmitystehon tarve on 150 neliön omakotitalossa alle 4 kW, tarvitaan pienitehoisia lämmityslaitteita. Passiivitalon lämmityskausi on lyhyt. Lämpöä tarvitaan vain vuoden 3–4 kylmimmän kuukauden aikana, eikä silloinkaan päivittäin.

Ilmanvaihdon lämmitysyksikkö Lämmitys voidaan kytkeä talon ilmanvaihtoon ilmanvaihtolämmitykseksi. Tarvittava lisälämpö voidaan tuoda tuloilmaan joko heti ilmanvaihdon lämmön talteenoton jälkeen tai huonekohtaisesti päätelaitteisiin liitetyillä lämmityselementeillä. Ensin mainittua ratkaisua käytetään varsin yleisesti saksalaisissa passiivitaloissa. Sen heikkoutena on eri tilojen lämpötilojen huono säädettävyys. Huonekohtainen ilmanvaihtolämmitys on varsin yksinkertainen ja kustannustehokas lämmitysratkaisu. Huonetilojen lämmönsäätö on nopeaa ja eri tiloissa voi olla haluttu lämpötilataso.

 Huonekohtainen ilmanvaihtolämmitys voidaan tehdä sähkölämmitteisenä tai vesikiertoisena ratkaisuna. Lämmönlähteenä voi olla esimerkiksi maalämpö tai muu lämmönlähde. Maalämpö voi toimia tiiviisti rakennetuilla alueilla pienimuotoisena aluelämpöjärjestelmänä. Siinä yhdellä lämpöpumpulla lämmitetään useampia taloja. Kerros- ja rivitaloihin sopivat myös kaukolämpö ja muutkin energiaratkaisut.

 Lämmönjako voidaan toki toteuttaa myös lattialämmityksenä. Lämmitystehon tarve on pieni, joten lattialämmityksen suunnittelu ja oikea mitoitus ovat tärkeitä. Passiivitalon lattian lämpötila ei ole yhtä korkea kuin tavanomaisen talon. Kun tavanomaisen talon huoneilman lämpötilaksi halutaan 21 astetta, talon lattian lämpötila on kovalla pakkasella noin 8–10 astetta huoneilman lämpötilaa korkeampi eli noin 28–30 °C. Passiivisen talon lattialämmityksessä lattian lämpötila on vai 2–4 °C huoneilman lämpötilaa lämpimämpi eli 23–25 astetta.

 Passiivitalon lattialämmityksessä lattian massan lämpötilan hallinta on tärkeää. Parhain ratkaisu olisi ennakoiva säätö, jossa lämmitystehoa ohjataan ulkoilman lämpötilan ennakoitavien muutosten perusteella. Tällaisia järjestelmiä ei kuitenkaan ole saatavilla.

 Kylpy- ja pesuhuoneisiin halutaan mukavuuslämpöä eli vähintään 25 °C lattian lämpötilaa. Mukavuuslämmitys vähentää entisestään muiden tilojen lämmitystarvetta. Kun lämpöhäviöt ovat pieniä, liian korkea lattian lämpötila aiheuttaa ylilämpöä, epäviihtyisyyttä ja samalla tarpeetonta energiankulutusta. Toki huonetilojen lämpötilan tulee olla asukkaan toiveiden ja tottumusten mukainen. Hyvin eristetyssä talossa sisäilman lämpötilan vaihtelut ovat pieniä, ja halutun sisäilmaston ylläpitäminen on helppoa.


Mitä passiivitalo maksaa?

 Suomalaisia kokemuksia passiivitalon rakentamiskustannuksista ei vielä ole, mutta arvio kustannusvaikutuksista pientalossa on 5–10 prosentin luokkaa. Ulkomaiset esimerkit kertovat, että esimerkiksi Belgiassa rakennuskustannukset ovat tyypillisesti noin 15 prosenttia tavanomaista korkeammat. Norjassa on arvioitu pientalon lisäkustannuksiksi noin 6 prosenttia tavanomaiseen verrattuna. Norjan pienempi lisäkustannus johtunee jo perustalon Belgiaa huomattavasti paremmasta lämmöneristystasosta.

 Rakennuttaja hyötyy passiivitalosta kahdella tavalla. Energialasku ja etenkin lämpölasku on pieni, kun lämmitykseen energiaa kuluu vain korkeintaan neljännes tavanomaisen talon energiasta. Rakennuksessa on käyttäjän haluama tasainen ja vedoton sisäilman lämpötila. Lisäksi talon elinkaarikustannukset ovat huomattavasti tavanomaista taloa alhaisemmat. Energiatehokkuuden kustannusperusteinen takaisinmaksuaika on edellä esitetyn arvion perusteella alle 10 vuotta. Vaikka passiivitalon ulkovaipan rakentamiskustannukset ovat tavanomaista taloa suuremmat, kustannussäästöjä saadaan lämmitysratkaisusta.

 Rakentamiskustannuksiin voidaan vaikuttaa eniten rakentamisen prosessin hyvällä hallinnalla. Hyvään suunnitteluun, rakentamisen asiantuntemukseen ja työn laatuun kannattaa panostaa. Kun passiivitalon rakentaminen on hyvin suunniteltu, energiaratkaisusta johtuva kustannus tuskin on este talon rakentamiselle. Talon lopullinen hinta määräytyy monesta tekijästä, ja silloin energiatehokkuudella voi myös säästää.

 

Kirjoittaja on VTT:n kiinteistö- ja rakentaminen toimialueen asiakaspäällikkö. Artikkeli on tiivistelmä Sähköala-lehden numerossa 9/2007 julkaistusta kirjoituksesta.
 

Lisätietoja:

VTT:n passiivitalosivut

Motiva