Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta
Transcription
Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta
D5 Suomen rakentamismääräyskokoelma Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta Ohjeet 2012 LUONNOS 28.9.2010 Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskennasta Annettu Helsingissä päivänä kuuta 20 ___________ Ympäristöministeriön päätöksen mukaisesti säädetään 5 päivänä helmikuuta 1999 annetun maankäyttö- ja rakennuslain (132/1999) 13 §:n nojalla rakentamisessa sovellettaviksi seuraavat ohjeet rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskennassa. Tämä asetus tulee voimaan 1 päivänä tammikuuta 2012. Ennen asetuksen voimaantuloa vireille tulleeseen lupahakemukseen voidaan soveltaa aikaisempia ohjeita. Rakennuksen energiatodistuksen laskentaan sovelletaan aikaisempia ohjeita. Helsingissä päivänä kuuta 20 Asuntoministeri Jan Vapaavuori Yli-insinööri Pekka Kalliomäki Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/31/EY (32010L0031); EUVL N:o L 153, 18.6.2010, s. 13 D5 SUOMEN RAKENTAMISMÄÄRÄYSKOKOELMA YMPÄRISTÖMINISTERIÖ, Rakennetun ympäristön osasto Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta OHJEET 2012 Sisällys 1 1.1 1.2 1.3 YLEISTÄ Soveltamisala Vastavuoroinen tunnustaminen Määritelmiä 2 2.1 2.2 LASKENTAMENETELMÄN KUVAUS Laskentaperiaate ja menetelmän rajaukset Laskennan kulku 3 RAKENNUKSEN LÄMMITYSENERGIAN NETTOTARVE Tilojen lämmitysenergian nettotarve Rakennusvaipan johtumislämpöhäviöt Vuotoilman lämpöhäviöt Ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve Tuloilman ja korvausilman lämmitysenergia tarve Talteenotettu energia ja ilmanvaihtojärjestelmän vuosihyötysuhde Käyttöveden lämmityksen nettotarve 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4 4.1 4.2 5 5.1 5.2 5.3 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 LAITTEIDEN JA VALAISTUKSEN SÄHKÖNKULUTUS Laitteiden sähköenergiankulutus Valaistuksen sähköenergiankulutus 7 ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS 8 JÄÄHDYTYSJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS 9 9.1 9.2 9.3 9.4 LÄMMITYSTEHO Rakennuksen lämmitystehontarve Rakennusvaipan johtumislämpöhäviö Vuotoilman lämmityksen tarvitsema teho Tilassa tapahtuvan tuloilman lämmityksen tarvitsema teho Korvausilman lämmityksen tarvitsema teho Ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin teho Käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho 9.5 9.6 9.7 LÄMPÖKUORMAT Lämpökuorma henkilöistä Valaistuksen ja sähkölaitteiden lämpökuorma Ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia LÄMMISTYSJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS Yleistä Tilojen ja ilmanvaihdon lämmitys Lämpimän käyttöveden lämmitys Lämmitysjärjestelmän energiankulutus Käyttöveden lämmitys aurinkokeräimellä Lämpöpumput 10. 10.1.1 10.1.2. AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN SÄHKÖNTUOTTO Laskentaperiaate Laskennan vaatimat taulukkoarvot LIITTEET 1 Energiankulutuksen laskennassa käytettäviä säätietoja Opastavia tietoja Selostukset, jotka ovat kapealla palstalla kursivoituna, antavat lisätietoja sekä sisältävät viittauksia muihin säädöksiin. 2 1 YLEISTÄ 1.1 Soveltamisala 1.1.1 Näissä ohjeissa esitettyä kuukausitason laskentamenetelmää voidaan käyttää lämmityksen energiatarpeen, netto-ostoenergiankulutuksen, energialuvun ja lämmitystehon laskentaan jäähdyttämättömissä rakennuksissa tai rakennuksissa, joissa on vain yksittäisiä jäähdytettyjä tiloja. Menetelmää voidaan käyttää myös kaikkien rakennusten netto-ostoenergiankulutuksen ja energialuvun laskentaan, kun lämmitys- ja jäähdytysenergian nettotarpeet on laskettu tuntitason menetelmällä. 1.2 Vastavuoroinen tunnustaminen 1.2.1 Milloin näissä ohjeissa on annettu tietoa käytettävissä olevista SFS-standardeista, niiden ohella ja sijasta voidaan käyttää myös muualla Euroopan talousalueella tai Turkissa voimassa olevaa tasoltaan vastaavaa standardia. 1.3 Määritelmiä 1.3.1 Näissä ohjeissa tarkoitetaan: energiatarpeella ja -kulutuksella (kWh/(m2 a)) vuotuisia ominaistarpeita ja -kulutuksia lämmitettyä nettoalaa kohti. rakennuksen lämmitysenergian tarpeella sisäilmasto-olosuhteiden ylläpitämiseksi ja lämpimän käyttöveden lämmittämiseksi tarvittavaa energiamäärä ilman järjestelmähäviöitä ja -muunnoksia. Lämmitysenergian tarve muodostuu rakennuksen lämpöhäviöistä. ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarpeella lämmitysenergian tarvetta, joka muodostuu ilman lämmittämisestä lämmöntalteenoton jälkeen tuloilman lämpötilaan ja mahdollisesta lämmittämisestä ennen lämmöntalteenottoa jäätymisen estämiseksi; lämpimän käyttöveden lämmitysenergian nettotarpeella lämmitysenergian tarvetta, joka sisältää kulutetun lämpimän käyttöveden lämmittämiseen kylmän veden lämpötilasta lämpimän veden lämpötilaan; jäähdytysenergian nettotarpeella tilojen ja tuloilman jäähdytysenergian nettotarvetta, joka on tilojen ja tuloilman jäähdyttämiseksi tarvittava energia; jäähdytysjärjestelmän energiankulutuksella jäähdytysenergian tuoton energiankulutusta ja apulaitteiden sähkönkulututusta. Jäähdytysjärjestelmän energiankulutus lasketaan jäähdytysenergian nettotarpeesta ottamalla huomioon tuoton, varastoinnin, jakelun ja luovutuksen häviöt sekä muunnokset; lämmitysjärjestelmän energiankulutuksella tilojen lämmityksen, ilmanvaihdon lämpimän käyttöveden lämmityksen energiankulutusta. Lämmitysjärjestelmän lasketaan lämmitysenergian nettotarpeesta ottamalla huomioon järjestelmähäviöt Järjestelmähäviöt muodostuvat lämmitysenergian tuoton, varastoinnin, jakelun 3 lämmityksen ja energiankulutus ja -muunnokset. ja luovutuksen häviöistä. Energian muunnokset tapahtuvat esim. lämpöpumpuissa ja Lämmitysjärjestelmän energiankulutus eritellään sähkö- ja lämpöenergian osalta. ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutuksella sähkönkulutusta (pumput, taajuusmuuttajat, lämmitysjärjestelmän energiankulutuksen osana. polttokennoissa. puhallinsähköä ja mahdollisten apulaitteiden säätölaitteet). Tuloilman lämmitys lasketaan energialuvulla, E-luvulla (kWh/(m2 a)) energiamuotojen kertoimilla painotettua rakennuksen vuotuista netto-ostoenergian laskennallista kulutusta näissä määräyksissä annetuilla säännöillä ja lähtöarvoilla laskettuna lämmitettyä nettoalaa kohden; energiamuotojen kertoimilla (-) energialähteen tai energiatuotantomuodon kertoimia, joilla eri energiamuodot kerrotaan energialuvun laskemiseksi; rakennuksen ostoenergian kulutuksella energiaa, joka hankitaan rakennukseen esimerkiksi sähköverkosta, kaukolämpöverkosta, kaukojäähdytysverkosta ja uusiutuvan tai fossiilisen polttoaineen sisältämänä energiana. Ostoenergia koostuu lämmitys-, ilmanvaihto-, jäähdytysjärjestelmien sekä sähkölaitteiden että valaistuksen energiankulutuksesta energiamuodoittain eriteltynä, missä on otettu huomioon vähennykset uusiutuvasta omavaraisenergiasta; uusiutuvalla omavaraisenergialla kiinteistöön kuuluvalla laitteistolla paikallisista uusiutuvista energialähteistä tuotettua uusiutuvaa energiaa, lukuun ottamatta uusiutuvia polttoaineita. Uusiutuvaa omavaraisenergiaa on esimerkiksi aurinkopaneeleista ja –keräimistä tuotettu energia, paikallinen tuulienergia ja lämpöpumpun lämmönlähteestä ottama energia. Uusiutuvat polttoaineet käsitellään osana uusiutuvaa ostoenergiaa; muualle viedyllä energialla rakennuksesta muualle vietyä energiaa, esimerkiksi sähköverkkoon toimitettu sähkö; netto-ostoenergialla ostoenergiaa, josta on vähennetty muualle viety energia sekä mitoittavilla lämpötiloilla niitä sisä- ja ulkoilman lämpötiloja, joiden perusteella rakennuksen lämmitystehontarve on määritetty. 1.3.2 Rakennuksen lämmitystehon ja lämmitysenergian tarpeen laskennassa tarvittavat vaipan eri rakennusosien pinta-alat määritetään rakennuksen kokonaissisämittojen mukaan. Alapohjat: Alapohjan pinta-ala lasketaan sisämittojen mukaan aukkojen ja rakenteiden aloja vähentämättä. Alapohjan läpivientejä kuten kanavat, pilarit, viemärit ja vesijohdot ei vähennetä alapohjan pintaalasta. Yläpohjat: Yläpohjan pinta-ala lasketaan ulkoseinien sisämittojen mukaisesti kattoikkunoiden aukkojen pinta-alat vähentäen. Yläpohjan läpivientejä kuten kanavat, hormit ja tuuletusputket ei vähennetä yläpohjan pinta-alasta. Välipohjat: Välipohjien pinta-ala lasketaan ulkoseinien sisämittojen mukaisesti porras- ym. aukkoja vähentämättä. Ulkoseinät: Ulkoseinien pinta-ala lasketaan sisämittojen mukaisesti lattiapinnasta yläpohjan alapintaan ikkunoiden ja ovien aukkojen pinta-alat vähentäen. 4 Ikkunat ja ovet: Ikkunoiden ja ovien pinta-alat lasketaan kehän ulkomittojen (karmirakenteen ulkomittojen) mukaan. Julkisivun tai katon muodosta merkittävästi poikkeavan ikkunaratkaisun, kupumaisen kattoikkunan ja valoaukollisen savunpoistoluukun pinta-ala lasketaan tapauskohtaisesti yleisohjetta soveltaen. 1.3.3 Rakennusten pinta-alojen laskenta: Huoneala, Ahuone [hum²] Huoneala on huoneen pinta-ala, jonka rajoina ovat huonetta ympäröivät seinien pinnat tai niiden ajateltu jatke. Milloin huoneen katto on vino tai porrastettu, lasketaan huonealaksi 1600 mm korkeamman tilan ala. Tällöin 1600 mm korkeamman tilan keskikorkeuden tulee olla vähintään 2200 mm. Huonealaan ei lasketa muun muassa huoneessa olevien hormiryhmien, pilareitten ja seinien alaa, seiniin upotettujen takkojen alaa eikä esimerkiksi muuraamalla tehdyn komeron alaa. Rakennuksen huonealan laskenta esitetään standardissa SFS 5139. Lämmitetyllä nettoalalla (m2) lämmitettyjen kerrostasoalojen summaa kerrostasoja ympäröivien ulkoseinien sisäpintojen mukaan laskettuna (voidaan laskea myös lämmitettynä bruttoalana, josta on vähennetty ulkoseinien rakennusosa-ala). 5 1.3.4 Laskentakaavoissa käytetään alla olevia suureita ja yksiköitä. Celsiusaste on yksikön kelvin (K) erityisnimi, jota käytetään ilmaistaessa celsiuslämpötila-arvoja. A A Aaurinkokeräin Ahuone Ai Aikk Aikk, valoaukko Anetto cp cpv Crak E E Eapu Eapu, LKV Eapu,tilat ELP ELP, LKV ELP, tilat Enetto-osto Eosto etilat f fkaukojäähdytys fkaukolämpö Fkehä Fläpäisy fpolttoaine,i Fsivuvarjostus Fsuunta fsähkö Fvarjostus Fverho Fylävarjostus Fympäristö g Gsäteily, pystypinta Gsäteily, vaakapinta H J k k L lk Llkv n n50 nlämmityslaite P Papu Pe Pes Plkv Ppumppu,i lämmitetty netto-ala, (m²). rakennusvaipan pinta-ala (alapohja mukaan luettuna), m2 aurinkokeräinten kokonaispinta-ala, m2 valaistavan tilan huonepinta-ala, hum2 rakennusosan pinta-ala, m² ikkuna-aukon pinta-ala (kehys- ja karmirakenteineen), m2. ikkunan valoaukon pinta-ala, m2 rakennuksen lämmitetty nettoala, m² ilman ominaislämpökapasiteetti, kJ/kgK veden ominaislämpökapasiteetti, 4,2 kJ/kgK rakennuksen sisäpuolinen tehollinen lämpökapasiteetti, Wh/K tilan valaistusvoimakkuus, lx. rakennuksen energialuku, kWh/(m2a) lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (tilat ja LKV), , kWh. lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (käyttöveden lämmitys), kWh. lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (tilojen lämmitys), kWh. lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus tilojen ja käyttöveden lämmityksessä, kWh lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus käyttöveden lämmityksessä, kWh lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus tilojen lämmityksessä, kWh rakennuksen netto-ostoenergiankulutus, kWh/(m2a) rakennuksen ostoenergiankulutus, kWh/(m2a) apulaitteiden ominaiskulutus, kWh/(m²a). valaistuksen ohjaustavasta riippuvia ohjauskertoimia kaukojäähdytyksen energiamuodon kerroin, kaukolämmön energiamuodon kerroin, kehäkerroin, säteilyn läpäisyn kokonaiskorjauskerroin, polttoaineen i energiamuodon kerroin, ikkunan sivuilla olevien pystysuorien rakenteiden varjostusten korjauskerroin, muuntokerroin, jolla vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia muunnetaan ilmansuunnittain pystypinnalle tulevaksi kokonaissäteilyenergiaksi, sähkön energiamuodon kerroin, -. varjostusten korjauskerroin, verhokerroin, -. ikkunan yläpuolisten vaakasuorien rakenteiden varjostusten korjauskerroin, ympäristön horisontaalisten varjostusten korjauskerroin, valoaukon auringon kokonaissäteilyn läpäisykerroin, -. pystypinnalle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia pinta-alan yksikköä kohti, kWh/(m2kk) vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia pinta-alan yksikköä kohti, kWh/(m2kk) rakennuksen ominaislämpöhäviö (johtumisen, vuotoilman, korvausilman ja tuloilman tilassa tapahtuvan lämpenemisen yhteenlaskettu ominaishäviö), W/K kerroin, keräinten suuntauksen huomioon ottava kerroin rakennuksen käytönaikainen käyttöastemeno- ja paluuputkien yhteenlaskettu pituus lämmittämättömässä tilassa, m rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan pituus, m lämpimän käyttöveden kiertojohdon pituus, m henkilöiden lukumäärä on rakennuksen ilmanvuotoluku 50 Pa:n paine-erolla, 1/h lämpimän käyttöveden kiertojohtoon kytkettyjen lämmityslaitteiden lukumäärä, kpl. laatan piiri, m lämpöpumpun muiden apulaitteiden sähköteho, kW puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen sähköteho, kW puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ominaissähköteho, kW/(m³ / s) lämpimän käyttöveden kiertojohdon pumpun ottoteho, W pumpun teho, W 6 ps Pvalaistus q50 Qaur Qaur Qaurinko qaurinkokeräin Qca Qcw Qhenk Qi Qiv Qiv, korvausilma Qjakelu,ulos qjakeluhäviöt,ulos Qjoht Qjäähdytys Qkaukojäähdytys Qkaukolämpö Qkorvausilma Qlisälämmity, LKV Qlisälämmitys, tilat Qlkv, netto Qlkv,kierto Qlkv,varastointi QLP, lämmitys ilmaan siirtyvän lämpötehon ja puhaltimen sähkötehon suhde, valaistavan tilan valaistuksen kokonaissähköteho huonepinta-alaa kohti, W/hum² rakennusvaipan ilmanvuotoluku, m3/(h·m2) ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia, kWh. ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia, kWh/kk aurinkokeräimellä tuotettu lämmin käyttövesi, joka lasketaan kohdassa 6.5 aurinkokeräimen energiantuotto käyttöveteen keräinpinta-alaa kohti (taulukko 6.8), ilmastointikoneen jäähdytyspatterin käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia, kWh/a huonelaitteiden käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia, kWh/a henkilöiden luovuttama lämpöenergia, kWh johtumislämpöhäviö rakennusosan läpi, kWh ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve, kWh korvausilman lämpenemisen tarvitsema energia, kWh lämmönjaon lämpöhäviö lämmittämättömään tilaan, kWh/a lämmönjaon ominaislämpöhäviö lämmittämättömään tilaan, kWh/m,a johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi, kWh jäähdytysjärjestelmän lämpöenergian (kaukojäähdytyksen) kulutus, kWh/(m2a) kaukojäähdytyksen kulutus, kWh/(m2a) kaukolämmön kulutus, kWh/(m2a) korvausilman lämpeneminen tilassa, kWh käyttöveden lämmityksessä tarvittava lisälämmityksen energiankulutus, kWh. tilojen lämmityksessä tarvittava lisälämmityksen energiankulutus, kWh käyttöveden lämmityksen nettotarve, kWh lämpimän käyttöveden kiertojohdon häviö, kWh/a lämpimän käyttöveden varastoinnin häviö, kWh/a rakennuksen tilojen ja käyttöveden vuotuinen lämmitysenergiankulutus, joka voidaan tuottaa lämpöpumpulla, kWh QLP, lämmitys, LKV lämpöpumpun tuottama käyttöveden lämmitysenergia, kWh QLP, lämmitys, tilat lämpöpumpun tuottama tilojen lämmitysenergia, kWh Qlämmitys lämmitysjärjestelmän lämpöenergian kulutus, kWh/(m2a) Qlämmitys, LKV käyttöveden lämmityksen energiankulutus, kWh Qlämmitys, tilat tilojen lämmitysenergiankulutus, kWh Qlämmitys,tilat,netto tilojen lämmitysenergian nettotarve, kWh/a Qlämpökuorma rakennuksen lämpökuorma eli muun kuin säätölaitteilla ohjatun lämmityksen kautta rakennuksen sisälle vapautuva lämpöenergia, kWh Qnetto-kaukojäähdytys kaukojäähdytyksen kulutus, josta on vähennetty kaukojäädytysverkkoon viety energia, Qnetto-kaukojäähdytys = Qkaukojäähdytys - Qviety,kaukojäähdytys Qnetto-kaukolämpö kaukolämmön kulutus, josta on vähennetty kaukolämpöverkkoon viety energia, Qnetto-kaukolämpö = Qkaukolämpö - Qviety,kaukolämpöverkko Qpolttoaine,i polttoaineen i sisältämän energian kulutus, kWh/(m2a) Qsis.lämpö lämpökuormat, joka hyödynnetään lämmityksessä, kWh Qsäh valaistuksesta ja sähkölaitteista rakennuksen sisälle tuleva lämpökuorma, kWh Qtila rakennuksen tilojen lämmitysenergian tarve, kWh Qtuloilma tuloilman lämpeneminen tilassa, kWh qv puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ilmavirta, m³/s qv, korvausilma korvausilmavirta, m³/s qv, lkv lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama, m³/s qv, lkv, kierto lämpimän käyttöveden kiertojohdon mitoitusvesivirta, m³/s qv, tulo tuloilmavirta, m³/s qv, vuotoilma vuotoilmavirta, m³/s Qvuotoilma vuotoilman lämpenemisen tarvitsema energia, kWh SPFLKV lämpöpumpun SPF-luku käyttöveden lämmityksessä -. SPFtilat lämpöpumpun SPF-luku tilojen lämmityksessä, td ilmanvaihtolaitoksen keskimääräinen vuorokautinen käyntiaikasuhde, h/24h td rakennuksen keskimääräinen vuorokautinen käyttöaikasuhde, Tkv kylmän käyttöveden lämpötila, °C Tlkv lämpimän käyttöveden lämpötila, °C tlkv lämpimän käyttöveden kiertojohdon pumpun käyttöaika, h/vrk. Tlkv, kierto, paluu lämpimän käyttöveden kiertojohdon paluuveden lämpötila, °C Tlto lämmön talteenotto laitteen jälkeinen lämpötila, ºC 7 Tlto, mit tpumppu,i Ts Tsp Tˆu lämmön talteenotto laitteen jälkeinen lämpötila mitoitustilanteessa, ºC pumpun i käyttöaika, h sisäilman lämpötila, ºC sisäänpuhalluslämpötila, ºC Wsvalaistus Wverkkosähkö x vuoden maksimi- ja minimiulkolämpötilojen erotus jaettuna kahdella. K ulkoilman lämpötila, ºC mitoittava ulkoilman lämpötila, ºC rakennuksen keskimääräinen viikoittainen käyttöaikasuhde, rakennusosan lämmönläpäisykerroin, W/(m²K) rakennuksen ilmatilavuus, m³ ilmanvaihtojärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) jäähdytysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) kotitalous- tai käyttäjäsähkölaitteiden sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) laitteiden sähköenergiankulutus, kWh lämpimän käyttöveden kulutus, m³ lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviön ominaisteho, W/m lämpimän käyttöveden kiertojohtoon kytkettyjen lämmityslaitteiden ominaisteho, W/kpl lämpimän käyttöveden ominaiskulutus, m³/m² vuodessa lämpimän käyttöveden ominaiskulutus, dm³ henkilöä kohti vuorokaudessa lämmitysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) verkkosähkön kulutus, josta on vähennetty verkkoon viety Wnetto-verkkosähkö = Wverkkosähkö - Wviety valaistuksen sähköenergiankulutus, kWh verkkosähkön kulutus, kWh/(m2a) kerroin, - 1 2 ac E E1 E2 henk huonelämmitys huonelämmitys i iv joht korvausilma lkv lkv lämmitys Q sca scw t tila tuloilma tuloilma tuloilmapatteri vuotoilma ∆t ∆t β γ Δtoleskelu η ηlkv tuottoprosessilla 1 tuotetun vuosittaisen jäähdytysenergian suhteellinen osuus, tuottoprosessilla 2 tuotetun vuosittaisen jäähdytysenergian suhteellinen osuus, järjestelmän vuotuinen apulaitteiden sähkönkulutuksen kulutuskerroin jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuinen kylmäkerroin tuottoprosessin 1 vuotuinen kylmäkerroin, tuottoprosessin 2 vuotuinen kylmäkerroin. yhden henkilön luovuttama keskimääräinen lämpöteho, W/henkilö huonelämmityksen tehon tarve, W huonelämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilmanvaihdon lämmityspatterin teho, W johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi, W korvausilman lämpenemisen tehontarve, W käyttöveden lämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. käyttöveden lämmitystehon tarve, W rakennuksen lämmitystehon tarve, W jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuinen kylmäkerroin. järjestelmän ilmapuolen (termiset, kondenssi ym.) häviöt huomioon ottava kerroin järjestelmän vesipuolen (termiset) häviöt huomioon ottava kerroin. pumpun käyttöaika laskentajaksolla, h. tilojen lämmitystehon tarve, W tuloilman tilassa tapahtuvan lämmityksen tehontarve, W ilmanvaihdon tuloilman lämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. ilmanvaihdon tuloilman jälkilämmityspatterin tehon tarve, W vuotoilman lämpöhäviö, W ajanjakson pituus, h ajanjakson pituus, vuorokautta valaistuksen alenemakerroin,lämpökuorman suhde lämpöhäviöön, oleskeluaika, h valaistushyötysuhde,lämpimän käyttöveden siirron hyötysuhde, - Tu Tu, mit tv Ui V Wilmanvaihto Wjäähdytys Wlaitteet Wlaitteet Vlkv Wlkv, kierto Wlkv, lämmitys Vlkv, omin Vlkv, omin, henk Wlämmitys Wnetto-verkkosähkö 8 sähkö, ηlämmitys,tilat ηt, mit ηtuotto lämmitysjärjestelmän hyötysuhde tilojen lämmityksessä, lämmöntalteenoton tuloilman lämpötilasuhde mitoitustilanteessa lämmitysenergian tuoton hyötysuhde tilojen, ilmanvaihdon ja lämpimän käyttöveden lämmityksessä, ηΦ lamppujen valotehokkuus, lm/W ρ ilman tiheys, kg/m³ τ rakennuksen aikavakio, h χj rakennusosien välisten liitosten aiheuttama lisäkonduktanssi, W/K Ψk rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan lisäkonduktanssi, W/K vuotoilma vuotoilman lämpenemisen tarvitsema teho, W rakennusosan johtumislämpöhäviö, W lkv käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho, kW lkv, kiertohäviö lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsema teho, kW lkv, kiertohäviö, omin lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsema ominaisteho, kW/m² lämpö lämpökuormien kuukausittainen hyödyntämisaste, - 9 2 LASKENTAMENETELMÄN KUVAUS 2.1 Laskentaperiaate ja menetelmän rajaukset 2.1.1 Energiankäytön laskentamenetelmät jakaantuvat pääpiirteissään kuukausitason, lämmöntarvelukumenetelmiin, yksinkertaistettuihin tuntitason ja täysin dynaamisiin laskentamenetelmiin. Näissä ohjeissa esitetään kuukausitason laskentamenetelmä, joka soveltuu jäähdyttämättömien rakennusten tai rakennusten, joissa on vain yksittäisiä jäähdytettyjä tiloja, energiatehokkuuden laskentaan. Näissä ohjeissa esitetty menetelmä on energiatasemenetelmä, jossa energiankulutus lasketaan kuukausittain. Energiatasemenetelmässä saman kuukauden aikana rakennukseen sisään tuleva energiamäärä on sama kuin rakennuksesta poistuva energiamäärä. Vuosikulutus on kuukausikulutusten summa. Laskennassa käytettäviä lähtötietoja on kolmentyyppisiä: rakennuskohtaiset lähtötiedot, jotka saadaan yleensä rakennuksen suunnitelmista; rakennuksen käyttötiedot sekä näissä ohjeissa annetut laskentamenetelmän ohjearvot, joita voidaan käyttää ellei tarkempia tietoja rakennusosista ja taloteknisistä järjestelmistä ole käytettävissä. Selostus Tässä ohjeessa esitetty menetelmä on yksinkertaistettu laskentamenetelmä, joka ottaa huomioon oleellisimmat energiankulutukseen vaikuttavat tekijät ja rakennuksen ominaisuudet Suomen olosuhteissa. Menetelmä perustuu pääpiirteissään standardissa SFS-EN 13790 esitettyyn laskentamenetelmään. Laskentamenetelmien tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä on käsitelty standardin SFS-EN 13790 liitteessä H. 2.1.2 Laskennassa otetaan huomioon lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien tuoton, varastoinnin, jakelun ja luovutuksen lämpöhäviöt, joita ovat esimerkiksi lämmitysputkiston ja pattereiden häviöt sekä kattilan hyötysuhde. Näissä ohjeissa kaikki järjestelmähäviöt käsitellään ilman hyödynnettävää osuutta, mikä tarkoitta, että kaikki järjestelmähäviöt menevät hukkaan eikä näistä tule lämpökuormia rakennukseen. Jäähdytysenergian nettotarpeen ja kesäajan huonelämpötilan laskenta ei sisälly näissä ohjeissa kuvattuun laskentamenetelmään. Ne lasketaan tarkoitukseen soveltuvalla tuntitason laskentatyökalulla. 2.1.3 Tässä laskentamenetelmässä rakennus käsitellään yleensä yhtenä laskentavyöhykkeenä. Tarvittaessa rakennus voidaan jakaa käyttötarkoitusta ja käyttöaikoja vastaaviin laskentavyöhykkeisiin. 2.2 Laskennan kulku 2.2.1 Näissä ohjeissa kuvatussa kuukausitason laskentamenetelmässä ostoenergiankulutus lasketaan kuvassa 2.1 esitetyissä vaiheissa. Energiankulutus lasketaan vaiheittain seuraavasti: 1. tilojen lämmityksen ja ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve (luku 3) 10 rakennuksen netto- 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. käyttöveden lämmityksen nettotarve (luku 3) tilojen ja ilmanvaihdon jäähdytysenergian nettotarve (luku 3) laitteiden ja valaistuksen energiankulutus (luku 4) lämmitysjärjestelmän energiankulutus (luku 6) ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutus (luku 7) jäähdytysjärjestelmän energiankulutus (luku 8) uusiutuvan omavaraisenergian tuotto rakennuksen ostoenergian kulutus (luku 2) muualle viety energia (luku 2) rakennuksen netto-ostoenergiankulutus (luku 2) energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen netto-ostoenergiankulutus eli E-luku (luku 2) Laskennan lähtötiedot: säätiedot, sisäilmasto, rakennuksen vaippa, valaistus ja muut sisäiset lämpökuormat, LKV, järjestelmät Lämmitysenergian nettotarve, kuukausitason laskenta Kesäajan sisälämpötila Jäähdytystarve? Kyllä Ei Jäähdytysenergian nettotarve, tuntitason laskenta Järjestelmät, vuositaso Ilmanvaihto Käyttövesi Lämmitys Valaistus ja muu sähkö Jäähdytys Uusiutuva omavaraisenergia Rakennuksen netto-ostoenergiankulutus: kWh sähkö, kWh kaukolämpö, kWh kaukojäähdytys, kg polttoaine Kuva 2.1. Rakennuksen energiankulutuksen laskennan vaiheet. 2.2.2 Energiankulutus lasketaan yleensä liitteen 1 mukaisilla rakennuksen maantieteellisen sijainnin mukaisilla säätiedoilla. Selostus Energiankulutuksen laskennassa voidaan käyttää säätietoja, jotka kuvaavat paikkakunnan keskimääräisiä sääoloja paremmin kuin liitteen 1 säätiedot. 2.2.3 Laskentamenetelmässä käytettävät energiankulutuksen taserajat esitetään kuvassa 2.2. Rakennuksen energiantarve koostuu tilojen ja ilmanvaihdon lämmitystarpeesta, käyttöveden lämmitystarpeesta, tilojen ja ilmanvaihdon jäähdytystarpeesta sekä valaistuksen ja sähkölaitteiden sähköenergiantarpeesta. Lämmitysenergian nettotarve saadaan lämmitysenergian tarpeen sekä rakennukseen tulevan auringon säteilyn, poistoilmasta talteen otetun energian ja sisäisten lämpökuormien erotuksena. Lämmitysenergian nettotarvetta vastaava energia tuodaan 11 lämmitysjärjestelmällä tiloihin, tuloilmaan ja käyttöveteen. Jäähdytysenergian nettotarvetta vastaava energia tuodaan jäähdytysjärjestelmällä tiloihin ja tuloilmaan. Lämmitysjärjestelmän energiankulutus lasketaan lämmitysenergian nettotarpeesta ottamalla huomioon järjestelmähäviöt ja -muunnokset. Järjestelmähäviöt muodostuvat lämmitysenergian tuoton, varastoinnin, jakelun ja luovutuksen häviöistä. Energian muunnokset tapahtuvat esimerkiksi lämpöpumpuissa ja polttokennoissa. Lämmitysjärjestelmän energiankulutus eritellään sähkö- ja lämpöenergian osalta. Ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutus koostuu puhallinsähköstä ja mahdollisten apulaitteiden sähkönkulutuksesta (pumput, taajuusmuuttajat, säätölaitteet). Tuloilman lämmitys lasketaan lämmitysjärjestelmän energiankulutuksen osana. Jäähdytysjärjestelmän energiankulutus lasketaan jäähdytysenergian nettotarpeesta ottamalla huomioon tuoton, varastoinnin, jakelun ja luovutuksen häviöt ja muunnokset. Kuva 2.2. Rakennuksen netto-ostoenergiakulutuksen taseraja ja sen muodostuminen nettoenergiantarpeista, taloteknisten järjestelmien energiankulutuksesta, uusiutuvan omavaraisenergian sekä muusta paikallisesta energian tuotosta ja muualle viedystä energiasta. Uusiutuva omavaraisenergia voi olla esimerkiksi aurinkolämpöä, tuuli- tai aurinkosähköä tai lämpöpumpun lämmönlähteestä ottama energia. Rakennuksen ostoenergiankulutus koostuu lämmitys-, ilmanvaihto-, jäähdytysjärjestelmien sekä sähkölaitteiden että valaistuksen energiankulutuksesta energiamuodoittain eriteltynä, mistä on otettu huomioon vähennykset paikallisesti tuotetusta energiasta. Selostus Paikallisesti tuotetulla energialla tarkoitetaan kaikkea kiinteistöön kuuluvilla laitteistoilla tuotettua energiaa, esimerkiksi polttoaineista tai lämpöpumpuilla tuotettua 12 energiaa sekä uusiutuvaa omavaraisenergiaa. Uusiutuvalla omavaraisenergialla tarkoitetaan paikallisista uusiutuvista energialähteistä tuotettua energiaa, kuten esimerkiksi aurinkolämpöä, tuuli- tai aurinkosähköä. Sitä varten käytetyt uusiutuvat energialähteet, kuten auringon säteily tai tuulen kineettinen energia eivät kuulu ostoenergian taserajaan. Rakennuksen ostoenergiankulutus lasketaan kaavalla (2.1). Eosto Qlämmitys Wlämmitys Wilmanvaihto Q jäähdytys Wjäähdytys Wlaitteet Wvalaistus joissa Eosto Qlämmitys Wlämmitys Wilmanvaihto Qjäähdytys Wjäähdytys Wlaitteet Wvalaistus. (2.1) rakennuksen ostoenergiankulutus, kWh/(m2a) lämmitysjärjestelmän lämpöenergian kulutus, kWh/(m2a) lämmitysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) ilmanvaihtojärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) jäähdytysjärjestelmän lämpöenergian (kaukojäähdytyksen) kulutus, kWh/(m2a) jäähdytysjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) kotitalous- tai käyttäjäsähkölaitteiden sähköenergian kulutus, kWh/(m2a) valaistusjärjestelmän sähköenergian kulutus, kWh/(m2a). Rakennuksen ostoenergian kulutusta laskettaessa otetaan huomioon uusiutuvan omavaraisenergian, joka on hyödynnetty rakennuksen teknisissä järjestelmissä. Muualle viety energia otetaan huomioon rakennuksen netto-ostoenergian kulutusta laskettaessa. Käytettävistä energiamuodoista riippuen rakennuksen ostoenergiankulutuksen lauseke voidaan esittää kaavalla (2.2). Eosto Qkaukolämpö Qkaukojäähdytys Qpolttoaine,i Wverkkosähkö (2.2) i joissa Eosto Qkaukolämpö Qkaukojäähdytys Qpolttoaine,i Wverkkosähkö rakennuksen ostoenergiankulutus, kWh/(m2a) kaukolämmön kulutus, kWh/(m2a) kaukojäähdytyksen kulutus, kWh/(m2a) polttoaineen i sisältämän energian kulutus, kWh/(m2a) verkkosähkön kulutus, kWh/(m2a). Rakennuksen netto-ostoenergiankulutus saadaan ostoenergiankulutuksen ja muualle viedyn energian erotuksena. Rakennuksen netto-ostoenergiankulutus lasketaan kaavalla (2.3). Jos rakennuksesta ei viedä muualle energiaa, netto-ostoenergia kulutus on sama kuin ostoenergian kulutus. Enettoosto Qnettokaukolämpö Qnettokaukojäähdytys Qpolttoaine,i Wnettoverkkosähkö (2.3) i joissa Enetto-osto rakennuksen netto-ostoenergiankulutus, kWh/(m2a) Qnetto-kaukolämpö kaukolämmön kulutus, josta on vähennetty kaukolämpöverkkoon viety energia, Qnetto-kaukolämpö = Qkaukolämpö - Qviety,kaukolämpöverkko Qnetto-kaukojäähdytys kaukojäähdytyksen kulutus, josta on vähennetty kaukojäädytysverkkoon viety energia, Qnetto-kaukojäähdytys = Qkaukojäähdytys - Qviety,kaukojäähdytys Wnetto-verkkosähkö verkkosähkön kulutus, josta on vähennetty verkkoon viety sähkö, Wnetto-verkkosähkö = Wverkkosähkö - Wviety 13 Selostus Energian syöttämisen mahdollisuus kaukolämpö-, kaukojäähdytys- ja sähköverkkoihin tarkistetaan ko. verkkoa hallinnoivalta energiayhtiöltä. Energialuku, E-luku lasketaan kertoimilla kaavalla (2.4). rakennuksen netto-ostoenergiankulutuksesta energiamuotojen E f kaukolämpöQnettokaukolämpö f kaukojäähdytysQnettokaukojäähdytys f polttoaine,iQpolttoaine,i f sähköWnettoverkkosähkö (2.4) i joissa E fkaukolämpö fkaukojäähdytys fpolttoaine,i fsähkö rakennuksen energialuku, kWh/(m2a) kaukolämmön energiamuodon kerroin, kaukojäähdytyksen energiamuodon kerroin, polttoaineen i energiamuodon kerroin, sähkön energiamuodon kerroin, -. 14 3 RAKENNUKSEN LÄMMITYSENERGIAN NETTOTARVE Tässä luvussa lasketaan Tilojen lämmitysenergian nettotarve Ilmanvaihdon lämmitysenergianettotarve Lämpimän käyttöveden lämmitysenergian nettotarve Rakennusvaipan johtumislämpöhäviöt Vuotoilman lämmityksen tarvitsema energia Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään Rakennusosien pinta-alat Rakennusosien lämmönläpäisykertoimet Ilmanvaihdon ilmavirrat Ilmanvaihtojärjestelmän käyntiajat Ilmanvaihtokoneiden lämmöntalteenoton lämpötilasuhteet 3.1 Tilojen lämmitysenergian nettotarve Rakennuksen tilojen lämmitysenergian nettotarve Qlämmitys, tilat, netto lasketaan kaavalla (3.1). Qlämmitys, tilat, netto Qtila Qsis.lämpö jossa Qlämmitys, tilat, netto Qtila Qsis.lämpö (3.1) rakennuksen tilojen lämmitysenergian nettotarve, kWh rakennuksen tilojen lämmitysenergian tarve, kWh lämpökuormat, joka hyödynnetään lämmityksessä, kWh Tilojen lämmitysenergian tarve Qtila lasketaan kaavalla (3.2). Qtila Q joht Qvuotoilma Qtuloilma Qkorvausilma jossa Qjoht Qvuotoilma Qtuloilma Qkorvausilma (3.2) johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi, kWh vuotoilman lämpöhäviö, kWh tuloilman lämpeneminen tilassa, kWh korvausilman lämpeneminen tilassa, kWh 3.2 Rakennusvaipan johtumislämpöhäviöt 3.2.1 Johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi Qjoht lasketaan kaavalla (3.3). Q joht Qulkoseinä Qyläpohja Qalapohja Qikkuna Qovi Qkylmäsillat (3.3) Rakennusosien lämpöhäviöt lasketaan jokaiselle rakennusosalle kaavalla (3.4). Q U i Ai Ts Tu t 1000 (3.4) 15 joissa Q Ui Ai Ts Tu ∆t 1000 johtumislämpöhäviö rakennusosan läpi, kWh rakennusosan lämmönläpäisykerroin, W/(m²K) rakennusosan pinta-ala, m² sisäilman lämpötila, ºC ulkoilman lämpötila, ºC ajanjakson pituus, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. Rakennusosien välisten liitosten aiheuttamien kylmäsiltojen lämpöhäviöt lasketaan kaavalla (3.5). Q kylmäsillat ( lk Ψk χj l ) T k k k j j s Tu t 1000 (3.5) rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan pituus, m rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan lisäkonduktanssi, W/(m K) rakennusosien välisten liitosten aiheuttama lisäkonduktanssi, W/K Selostus Kylmäsillat kaavassa 3.5 voidaan laskea esimerkiksi rakentamismääräyskokoelman osan C4 ja ympäristöministeriön oppaan mukaan. Lämpöhäviöenergian laskennassa käytettävät ulkolämpötilat esitetään kuukausittain ja alueittain liitteessä 1. Selostus Rakennusosien pinta-alojen laskenta esitetään kappaleessa 1.3. Rakennusosien lämmönläpäisykertoimien laskenta esitetään rakentamismääräyskokoelman osassa C4. 3.2.2 Jos alapohja on suoraan ulkoilmaa vasten, lasketaan sen johtumislämpöhäviö lämpötilaeron Ts – Tu mukaan kaavassa (3.4) esitetyllä tavalla. Jos alapohja rajoittuu tuuletettuun ryömintätilaan, lasketaan sen kautta johtuva energia ulkoilmaan maan lämmönvastus ja tuuletustilan lämmönvastus huomioon ottaen RakMk osan C4 mukaisesti. 3.2.3 Maanvastaisen alapohjan kautta johtuva kuukausittainen lämpöenergia (Qmaa, kuukausi) lasketaan kaavalla (3.6). Qmaa,kuukausi U ap Aap Ts Tu J P Tˆu t / 1000 (3.6) jossa Tˆu P J on vuoden maksimi- ja minimiulkolämpötilojen erotus jaettuna kahdella säävyöhykkeellä I 12,9 ºC säävyöhykkeellä II 13,0 ºC säävyöhykkeellä III 13,6 ºC säävyöhykkeellä IV 14,8 ºC on laatan piiri eli ulkoilmaa vasten olevien laatan sivujen summa eli sokkelieristyksen pituus, m kerroin jakaa lämpöenergian eri kuukausille ja se riippuu maalajista, (W/K) Kuukausittainen kerroin J saadaan taulukosta 3.1. 16 Taulukko 3.1 Kuukausi Kerroin J (W/K). Savi, salaojitettu hiekka ja sora, roudan tunkeutumissyvyys 2,2 m Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu 0,078 0,13 0,16 0,13 0,078 0 –0,078 –0,13 –0,16 –0,13 –0,078 0 Hiesu, moreeni, hieta, salaojittamaton hiekka ja sora, roudan tunkeutumissyvyys 3,2 m 0,11 0,20 0,23 0,20 0,11 0 –0,11 –0,20 –0,23 –0,20 –0,11 0 Kallio, roudan tunkeutumissyvyys 4,2 m 0,16 0,27 0,31 0,27 0,16 0 –0,16 –0,27 –0,31 –0,27 –0,16 0 3.3 Vuotoilman lämpöhäviöt 3.3.1 Rakenteiden epätiiviyksien kautta sisään ja ulosvirtaaman vuotoilman lämpenemisen tarvitsema energia Qvuotoilma lasketaan kaavalla (3.7). Qvuotoilma i c piq v, vuotoilmaTs Tu t 1000 jossa Qvuotoilma i cpi qv, vuotoilma Ts Tu ∆t 1000 (3.7) vuotoilman lämpenemisen tarvitsema energia, kWh ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) vuotoilmavirta, m³/s sisäilman lämpötila, ºC ulkoilman lämpötila, ºC ajanjakson pituus, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. 3.3.2 Vuotoilmavirta qv,vuotoilma lasketaan kaavalla (3.8). qv ,vuotoilma jossa q50 A x 3600 q50 A 3600 x (3.8) rakennusvaipan ilmanvuotoluku, m3/(h·m2) rakennusvaipan pinta-ala (alapohja mukaan luettuna), m2 kerroin, joka on yksikerroksisille rakennuksille 35, kaksikerroksisille 24, kolmi- ja nelikerroksisille 20 ja viisikerroksisille ja sitä korkeimmille rakennuksille 15 kerroin, joka muuttaa ilmavirran m3/h yksiköstä m3/s yksikköön. Rakennusvaipan ilmanvuotolukuna q50 voidaan käyttää lämmitysenergian tarpeen laskennassa arvoa 4 m3/(h·m2), ellei ilmanpitävyyttä tunneta. Taulukossa 3.2 esitetään tyypillisiä ilmanvuotolukuja rakennuksen ilmatilavuutta kohden eri rakennuksille. 17 3.3.3 Rakennusvaipan ilmanvuotoluku q50 lasketaan ilmanvuotoluvusta n50 kaavalla (3.9). q 50 n50 V A jossa n50 V (3.9) on rakennuksen ilmanvuotoluku 50 Pa:n paine-erolla, 1/h rakennuksen ilmatilavuus, m³ Taulukko 3.2. Tyypillisiä rakennuksen ilmanvuotolukuja (n50) erilaisille rakennuksille riippuen rakentamis- ja toteutustavasta. Tavoiteilmanpitävyys Hyvä ilmanpitävyys Yksityiskohdat Saumojen ja liitosten ilmanpitävyyteen on kiinnitetty erityistä huomiota sekä suunnittelussa että rakennustyön toteutuksessa ja valvonnassa (erillistarkastus) Tyypilliset n50-luvut, 1/h Pientalo 1…3 Asuinkerrostalo ja toimistorakennus 0,5 … 1,5 Keskimääräinen ilmanpitävyys Ilmanpitävyys on huomioitu tavanomaisesti sekä suunnittelussa että rakennustyön toteutuksessa ja valvonnassa Pientalo 3…5 Asuinkerrostalo ja toimistorakennus 1,5 … 3,0 Heikko ilmanpitävyys Ilmanpitävyyteen ei ole juurikaan kiinnitetty huomiota suunnittelussa eikä rakennustyön toteutuksessa ja valvonnassa Pientalo 5 … 10 Asuinkerrostalo ja toimistorakennus 3…7 Selostus Vuotoilmavirta syntyy tuulen ja lämpötilaerojen synnyttämistä paine-eroista. Vuodon suuruuteen vaikuttaa rakennuksen vaipan ilmanpitävyys, rakennuksen sijainti ja korkeus, ilmanvaihtojärjestelmä ja sen käyttötapa. Vuotoilmavirta ei sisällä ilmanvaihtojärjestelmän aikaansaaman alipaineen vaikutuksesta sisään virtaavaa ilmaa (korvausilma), joka poistetaan ilmanvaihtojärjestelmän kautta. Korvausilman vaikutus otetaan huomioon ilmanvaihdon lämmityksen tarvitsemassa energiassa (kohta 3.4) Maanalaisissa kellaritiloissa ja rakennuksen keskellä olevissa tiloissa ei ilmavuotoja yleensä tarvitse ottaa huomioon. Olemassa olevien rakennusten vuotoilmavirran suuruutta voidaan arvioida myös mittaustietojen avulla. 18 3.4 Ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve 3.4.1 Tässä luvussa esitetyllä menetelmällä voidaan ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve laskea vain silloin, kun on kyse vakioilmamääräsääteisestä järjestelmästä ja ilmankäsittelyprosessi koostuu vain ilman lämmityksestä. Jos ilmankäsittelyprosessiin sisältyy jäähdytystä ja kostutusta tai ilmavaihtojärjestelmä on ilmamääräsääteinen, on energiantarve laskettava muulla menetelmällä. Ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve eli ilmanvaihtokoneessa tapahtuva lämmittäminen lasketaan erikseen jokaiselle ilmanvaihtokoneelle kaavalla (3.10). Qiv i cpi td tV q v,tulo Tsp Tlto t / 1000 joissa Qiv i cpi td tv qv, tulo Tsp Tlto ∆t 1000 tuloilman (3.10) ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve, kWh ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) ilmanvaihtolaitoksen keskimääräinen vuorokautinen käyntiaikasuhde, h/24h ilmanvaihtolaitoksen viikoittainen käyntiaikasuhde, vrk/7 vrk tuloilmavirta, m³/s sisäänpuhalluslämpötila, ºC lämmön talteenotto laitteen jälkeinen lämpötila, ºC ajanjakson pituus, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. Lämmöntalteenoton jälkeinen tuloilmalämpötila lasketaan kaavalla (3.11) Tlto Tu t ,a Ts Tu jossa Tu Ts (3.11) ulkolämpötila, ºC sisälämpötila, ºC Tuloilmapuolelle ilmoitettua vuosihyötysuhdetta ηt,a voidaan käyttää kaikkina kuukausina. Jos ilmanvaihto on toteutettu sellaisella lämmöntalteenotolla, joka ei siirrä poistoilmasta talteenotettua lämpöä tuloilmaan, tai lämmöntalteenottoa ei ole, niin lämpötilasuhteena käytetään kaavassa (3.10) arvoa 0. Tuloilman sisäänpuhalluslämpötilana voidaan käyttää 18 °C, ellei tarkempaa tietoa ole saatavilla. Lämmön talteenottoa säädetään yleensä siten, ettei sisäänpuhalluslämpötila ylitä haluttua asetusarvoa. Lämmön talteenottolaitteen jäätymisen esto otetaan huomioon rajoittamalla jäteilman lämpötilaa (tehonsäätö). Jäätymisen eston jäteilman minimilämpötilana voidaan käyttää seuraavia ohjearvoja, jos laitteen suoritusarvoja ei tunneta: asuinrakennuksissa +5 °C levylämmönsiirtimen tapauksessa ja 0 °C pyörivän lämmönsiirtimen tai kosteutta siirtävän levylämmönsiirtimen tapauksessa; muissa rakennuksissa 0 °C levylämmönsiirtimen ja -5 °C pyörivän lämmönsiirtimen tapauksessa. Selostus Ohjeita vuosihyötysuhteen määrittämiseksi eri tilanteissa esitetään ympäristöministeriön monisteessa 122. Ellei tuotteen lämpötilasuhteita ole käytettävissä, voidaan käyttää taulukossa 3.3 esitettyjä tyypillisiä 19 arvoja erilaisten lämmönsiirtimien lämpötilasuhteille. Taulukko 3.3 Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton lämmönsiirtimen tuloilman lämpötilasuhteen ηt arvoja, joita voi käyttää lämmöntalteenoton tuloilmapuolen vuosihyötysuhteen laskennassa. Lämpötilasuhde ηt Lämmönsiirrintyyppi Nestekiertoinen lämmönsiirrin Ristivirtalevylämmönsiirrin Vastavirtalevylämmönsiirrin Regeneratiivinen lämmönsiirrin 0,45 0,55 0,70 0,75 Suurissa ilmanvaihtokoneissa, joiden lämmönsiirtimien lämpötilasuhteet mitataan standardin EN 308:1997 mukaan, otetaan puhaltimen tuloilmaan siirtämä lämpö huomioon kaavalla (7.3) lämpötilaeroa (Tsp-Tlto) pienentävänä tekijänä. Mikäli huoneistokohtaisen ilmanvaihtokoneen tuloilman lämpötilasuhde on mitattu standardin EN 13141-7 mukaan, puhaltimien tuloilmaa lämmittävää vaikutus sisältyy lämpötilasuhteeseen eikä sitä lasketa em. kaavalla. 3.4.2 Ilmanvaihdon ilmavirtana ja käyttöaikoina voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvoja, ellei tarkempaa tietoa ole käytettävissä. Koneellisen ilmanvaihdon järjestelmissä käyntiaikasuhde td valitaan rakennuksen todellisen käytön mukaan. Viikonloput ja muut seisokit otetaan huomioon kertoimella tv. Selostus Rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta on säännökset rakentamismääräyskokoelman osassa D2. 3.5 Tuloilman ja korvausilman lämmitysenergia tarve 3.5.1 Tuloilman lämpeneminen tilassa lasketaan erikseen jokaiselle ilmanvaihtokoneelle kaavalla (3.12). Qiv,tuloilma i cpi td tV q v,tulo Ts Tsp t / 1000 (3.12) 3.5.2 Korvausilman lämpeneminen tilassa lasketaan kaavalla (3.13). Qiv,korvausilma i c piq v,korvausilma Ts Tu t / 1000 jossa Qiv, korvausilma i cpi qv, korvausilma Tu Ts ∆t 1000 (3.13) korvausilman lämpenemisen tarvitsema energia, kWh ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) korvausilmavirta, m³/s ulkolämpötila, ºC sisälämpötila, ºC ajanjakson pituus, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. 20 Korvausilmavirta lasketaan kaavalla (3.14) q v,korvausilma t d tV q v,poisto t d tV q v,tulo (3.14) 3.6 Talteenotettu energia ja ilmanvaihtojärjestelmän vuosihyötysuhde 3.6.1 Ilmanvaihdosta talteenotettu energia voidaan laskea kaavalla (3.15) Qlto c i pi t d tV q v,tulo Tlto Tu t / 1000 (3.15) Koko ilmanvaihdon vuosihyötysuhde voidaan laskea kaavalla (3.16) a Qlto Qlto Qiv, kone Qiv,tuloilma Qiv, korvausilma (3.16) 3.7 Käyttöveden lämmityksen nettotarve 3.7.1 Käyttöveden lämmityksen nettotarve Qlkv, netto lasketaan kaavan (3.17) avulla. Qlkv,netto v cpv Vlkv Tlkv Tkv 3600 jossa Qlkv, netto v cpv Vlkv Tlkv Tkv 3600 (3.17) käyttöveden lämmityksen nettotarve, kWh veden tiheys, 1000 kg/m³ veden ominaislämpökapasiteetti, 4,2 kJ/kgK lämpimän käyttöveden kulutus, m³ lämpimän käyttöveden lämpötila, °C kylmän käyttöveden lämpötila, °C kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi, s/h Nettotarve sisältää kulutetun lämpimän käyttöveden lämmittämisen kylmän veden lämpötilasta lämpimän veden lämpötilaan ilman mahdollista lämmityslaitteen, varaajan tai putkiston lämpöhäviöenergiaa. Ellei perustelluista syistä ole tarvetta käyttää muita arvoja, käytetään lämpimän ja kylmän veden lämpötilaerona (Tlkv - Tkv) arvoa 50 °C. 3.7.2 Laskennassa käytetään rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä ominaiskulutuksia, ellei ole käytettävissä tarkempia arvoja. Lämpimän käyttöveden kulutus Vlkv voidaan laskea kaavan (3.18) avulla henkeä kohti lasketusta ominaiskulutuksesta tai kaavan (3.19) avulla pinta-alaa kohti lasketusta ominaiskulutuksesta. Asuinrakennuksissa käytetään ensisijaisesti henkilöperusteisia arvoja, muissa rakennuksissa pinta-alaperusteisia arvoja. Jos asuinrakennuksessa on huoneistokohtainen mittaus ja laskutus, henkilöperustaisena arvona voidaan käyttää 50 dm3/henk vuorokaudessa ja muissa tapauksissa 60 dm3/henk vuorokaudessa. 21 Vlkv n Vlkv, omin, henk t 1000 (3.18) Vlkv Vlkv, omin Anetto t 365 1000 (3.19) joissa Vlkv n Vlkv, omin, henk ∆t 1000 365 Vlkv, omin Anetto lämpimän käyttövedenkulutus, m³ henkilöiden lukumäärä lämpimän käyttöveden ominaiskulutus, dm³ henkilöä kohti vuorokaudessa ajanjakson pituus, vuorokautta kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kuutiometreiksi, dm³/m³ kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos vuosikulutuksesta vuorokausikulutukseksi, vuorokautta/vuosi lämpimän käyttöveden ominaiskulutus, m³/m² vuodessa rakennuksen lämmitetty nettoala, m² Jos laskelmien lähtötietona on käyttöveden kokonaiskulutus, niin asuinrakennuksissa lämpimän käyttöveden osuutena voidaan käyttää 40 % kokonaiskulutuksesta. 22 4 LAITTEIDEN JA VALAISTUKSEN SÄHKÖNKULUTUS Tässä luvussa lasketaan Rakennuksen laitteiden sähköenergian kulutus ilman lämmitykseen tai jäähdytykseen käytettyä sähköä Valaistuksen sähköenergian kulutus Laskennan lähtötietona tarvitaan vähintään Rakennustyyppi Rakennuksen pinta-ala 4.1 Laitteiden sähköenergiankulutus 4.1.1 Rakennuksen laitteiden sähköenergiankulutus on laitesähkön yhteenlaskettu kulutus ilman valaistussähkön, ilmanvaihtojärjestelmän sähkön sekä ilman lämmitykseen ja tilojen jäähdytykseen käytettyä sähköä. Laitteiden sähköenergiankulutuksen laskennassa voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvoja, jollei tarkempia arvoja ole käytettävissä. 4.1.2 Tarvittaessa rakennuksen sähkölaitteiden sähkönkulutus voidaan laskea laiteryhmäkohtaisesti ominaissähkönkulutuksen perusteella. 4.1.3 Laitteiden sähköenergiankulutus voidaan myös määrittää asuinrakennuksille taulukon 4.1 ja toimistorakennuksille taulukon 4.2 ominaissähkönkulutusten perusteella. Taulukko 4.1 Laiteryhmä Talosauna Talopesula Hissi Autopaikat Pihavalaistus Huoneistojen laitteet Liesi Mikroaaltouuni Kahvinkeitin Astianpesukone Jääkaappipakastin Jää-viileäkaappi Kaappipakastin Pyykinpesukone Kuivausrumpu TV Video Asuinrakennusten tyypillisiä laiteryhmäkohtaisia sähköenergian vuotuisia ominaiskulutuksia. Asuinkerrostalon Pientalon Yksikkö kulutus kulutus 410 kWh/asunto 67 kWh/asunto 23 kWh/asukas 150 150 kWh/paikka 2 2 kWh/m2 340 50 70 170 740 330 380 130 300 200 95 520 55 70 250 270 (Jääkaappi) 330 380 240 300 200 95 23 kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl PC Huoneistosauna Taulukko 4.2 Laiteryhmä Muut kohteet Ruokala Edustussauna Hissi Autopaikat Pihavalaistus Toimistolaitteet Kannettava PC PC:t+näyttö Kopiokoneet Laserkirjoittimet 80 8 80 8 kWh/kpl kWh/lämmityskerta Toimistorakennuksen tyypillisiä laiteryhmäkohtaisia sähköenergian vuotuisia ominaiskulutuksia. Ominaiskulutus Yksikkö 0,75 20 2000 150 2 kWh/annos kWh/kerta kWh/(8 henkilön hissi) kWh/paikka kWh/brm2 24 430 1 700 400 kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl kWh/kpl 4.2 Valaistuksen sähköenergiankulutus 4.2.1 Valaistuksen sähkönkulutuksena voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvoja. 4.2.2 Mikäli valaistusjärjestelmä tunnetaan tarkemmin, voidaan valaistuksen sähkönkulutus laskea tilakohtaisesti valaistustarpeen ja valaisinratkaisun perusteella. 4.2.3 Valaistuksen sähkönkulutus Wvalaistus voidaan laskea kaavalla (4.1). Wvalaistus Pvalaistus A huone t f / 1000 jossa Wvalaistus Pvalaistus Ahuone Δt f (4.1) valaistuksen sähkönkulutus, kWh valaistavan tilan valaistuksen kokonaissähköteho huonepinta-alaa kohti, W/hum² valaistavan tilan huonepinta-ala, hum2 valaistuksen käyttöaika (esimerkiksi taulukosta 4.3), h valaistuksen ohjaustavasta riippuvia ohjauskertoimia: - läsnäolotunnistin ja päivänvalosäädin 0,70 - päivänvalosäädin 0,80 - läsnäolotunnistin 0,75 - huonekohtainen kytkin 0,90 - huonekohtainen kytkin, erillinen ikkunaseinälle 0,90 - keskitetty päälle / pois 1,00 24 Taulukko 4.3. Rakennuksen valaistuksen tyypillisiä käyttöaikoja Δt rakennustyypeittäin. Rakennustyyppi Tuntia vuodessa Asuinkerrostalo Rivitalo Pientalo 550 550 550 Toimistorakennus Opetusrakennus Liikerakennus Hotelli Ravintola Liikuntarakennus Sairaala Muut rakennukset 2 500 1 900 4 000 5 000 3 500 5 000 5 000 2 500 4.2.4 Valaistuksen kokonaisteho pinta-alayksikköä kohti Pvalaistus lasketaan kaavalla (4.2). Pvalaistus jossa Pvalaistus β η ηΦ E 1 E (4.2) valaistavan tilan valaistuksen kokonaissähköteho huonepinta-alaa kohti, W/hum² valaistuksen alenemakerroin: - puhdas ympäristö 0,70 - keskinkertainen ympäristö 0,60 - likainen ympäristö 0,50 valaistushyötysuhde: - suora valaistus 0,40 - yhdistetty suora-epäsuora valaistus 0,35 - epäsuora valaistus 0,30 lamppujen valotehokkuus (taulukko 4.4), lm/W tilan i valaistusvoimakkuus, lx. Valaistusvoimakkuus on tilan valaistusvoimakkuuden suunnitteluarvo tai standardin SFS-EN 12464-1 mukainen ohjearvo valaistusvoimakkuudelle. Arvoja eri lampputyyppien valotehokkuuksille ja vaihteluväleille. Taulukon tehoarvojen laskennassa on käytetty valovirran alenemakertoimena = 0,70 ja valaistushyötysuhteena = 0,40. Teho, Pvalaistus Valotehokkuus, ηΦ W/hum² lm / W Lampputyyppi Valaistusvoimakkuus Tyypillinen Vaihtelu100 lx 300 lx 500 lx 1000 lx arvo väli Hehkulamppu 10 8-12 36 107 179 357 Taulukko 4.4 Halogeenilamppu 12 10-24 25 30 89 149 298 Pienloistelamppu 50 50-85 7,1 21 36 71 Loistelamppu 80 50-100 4,5 13 22 45 LED 50 40-100 7,1 21 36 71 26 5 LÄMPÖKUORMAT Tässä luvussa lasketaan Henkilöiden luovuttama lämpöenergia Valaistuksesta ja sähkölaitteista vapautuva lämpökuorma Ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia Lämpimän käyttöveden ja varaajan aiheuttamat lämpökuormat Lämpökuormista hyödynnettävä lämpöenergia Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään Rakennustyyppi Rakennuksen pinta-ala Ikkunoiden - pinta-alat ilmansuunnittain - ikkunoiden auringon säteilyn läpäisykerroin Rakennuksen tilojen lämpöhäviöt (luku 3) 5.1 Lämpökuorma henkilöistä 5.1.1 Henkilöiden lämpökuormina voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 taulukossa 3 esitettyjä lämpökuormien W/m2 arvoja ellei tarkempia arvoja ole käytettävissä. 5.1.2 Rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvojen sijasta voidaan henkilöiden luovuttama lämpöenergia Qhenk laskea oleskeluajan ja lämmöntuottotehon mukaan kaavalla (5.1). Qhenk k n henk Δt oleskelu/1000 jossa Qhenk k n henk Δtoleskelu 1000 (5.1) henkilöiden luovuttama lämpöenergia, kWh rakennuksen käytönaikainen käyttöaste, joka kuvaa ihmisten keskimääräistä läsnäoloa rakennuksessa, henkilöiden lukumäärä, yhden henkilön luovuttama keskimääräinen lämpöteho (ei sisällä haihtumislämpöä), W/henkilö oleskeluaika, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos kilowattitunneiksi. 5.1.3 Yhden henkilön keskimääräisenä lämpötehona voidaan käyttää arvoa 70 W. 5.1.4 Oleskeluaika voidaan laskea kaavalla (5.2). Δt oleskelu t d t v Δt (5.2) 27 jossa Δtoleskelu td tv Δt oleskeluaika, h rakennuksen keskimääräinen vuorokautinen käyttöaikasuhde, rakennuksen keskimääräinen viikoittainen käyttöaikasuhde, laskentajakso, h Oleskeluajan laskennassa voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvoja, ellei tarkempia arvoja ole käytettävissä. 5.2 Valaistuksen ja sähkölaitteiden lämpökuorma 5.2.1 Valaistuksen ja sähkölaitteiden lämpökuormana voidaan käyttää rakentamismääräyskokoelman osassa D3 esitettyjä arvoja, joissa on oletettu, että valaistuksen ja laitteiden sähkönkulutus tulee kokonaisuudessaan lämpökuormaksi rakennukseen. Rakennuksen valaistuksesta ja muista sähkölaitteista rakennuksen sisälle tuleva lämpökuorma lasketaan kaavalla (5.3). Qsäh Wvalaistus Wlaitteet jossa Qsäh Wsvalaistus Wlaitteet (5.3) valaistuksesta ja sähkölaitteista rakennuksen sisälle tuleva lämpökuorma, kWh valaistuksen sähköenergiankulutus, kWh laitteiden sähköenergiankulutus, kWh 5.3 Ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia 5.3.1 Ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia (Qaur) lasketaan kaavalla (5.4). Säteilyenergia sisältää sekä ikkunoista rakennuksen sisälle suoraan tulevan että välillisesti ikkunaan absorboituneena lämpönä sisälle rakennukseen tulevan energian. Qaur Gsäteily,vaakapintaFsuuntaFläpäisyAikk g Gsäteily,pystypintaFläpäisyAikk g (5.4) jossa Qaur ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia, kWh/kk Gsäteily, vaakapinta vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia pinta-alan yksikköä kohti, kWh/(m2kk) Gsäteily, pystypinta pystypinnalle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia pinta-alan yksikköä kohti, kWh/(m2kk) Fsuunta muuntokerroin, jolla vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia muunnetaan ilmansuunnittain pystypinnalle tulevaksi kokonaissäteilyenergiaksi, Fläpäisy säteilyn läpäisyn kokonaiskorjauskerroin, Aikk ikkuna-aukon pinta-ala (kehys- ja karmirakenteineen), m2 g valoaukon auringon kokonaissäteilyn läpäisykerroin, -. Auringon kokonaissäteilyenergiat (Gsäteily, vaakapinta ja Gsäteily, pystypinta) ja säteilyenergian muuntokertoimet (Fsuunta) ilmansuunnittain ja kuukausittain eri säävyöhykkeille esitetään liitteessä 1. 28 Selostus Lämmityksessä hyödynnettävä, ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia riippuu paitsi ikkunoiden pinta-alasta ja suuntauksesta myös puitteista, lasitusten ominaisuuksista ja verhoista, luukuista ja muista suojarakenteista sekä ulkopuolisista varjostuksista, jollaisia ovat muut rakennukset tai kasvillisuus. 5.3.3 Säteilyn läpäisyn kokonaiskorjauskerroin Fläpäisy lasketaan kaavalla (5.5) Fläpäisy Fkehä Fverho Fvarjostus jossa Fläpäisy Fkehä Fverho Fvarjostus (5.5) säteilyn läpäisyn kokonaiskorjauskerroin, kehäkerroin, verhokerroin, -. varjostusten korjauskerroin, -. Auringonsäteilyn läpäisyn kokonaiskorjauskertoimelle voidaan käyttää arvoa Fläpäisy = 0,75, jos varjostuksia ja pysyviä verhoja ei ole. 5.3.4 Kehäkerroin Fkehä, joka on valoaukon pinta-alan ja ikkuna-aukon pinta-alan suhde, lasketaan kaavalla (5.6) Fkehä A ikk,valoaukko A ikk jossa Fkehä Aikk, valoaukko Aikk (5.6) kehäkerroin, ikkunan valoaukon pinta-ala, m2 ikkuna-aukon pinta-ala (kehys- ja karmirakenteineen), m2. Ikkunoiden karmien ja puitteiden pinta-ala (mukaan lukien välipuitteet) vähennetään kehäkertoimen avulla ikkuna-aukon pinta-alasta. Kehäkertoimena voidaan käyttää arvoa Fkehä = 0,75, jos tarkempaa tietoa ei ole. 5.3.5 Taulukossa 5.1 esitetään tyypillisiä verhokertoimen Fverho arvoja. Taulukko 5.1 Verhokertoimia Fverho erilaisille verhoille ja auringonsuojille Ratkaisu Ei verhoa Läpikuultavat tekstiiliverhot sisäpuolella Tummat tekstiiliverhot sisäpuolella Värikkäät tekstiiliverhot sisäpuolella Vaaleat tiiviit tekstiiliverhot sisäpuolella Verhokerroin 1 0,80 0,75 0,70 0,50 Valkoiset sälekaihtimet lasien välissä Valkoiset sälekaihtimet sisäpuolella 0,3 0,6 29 Ikkunaluukut (säleikkö) ulkopuolella 0,3 5.3.6 Ikkunan varjostusten korjauskerroin Fvarjostus saadaan laskemalla kolmen varjostuskertoimen tulo kaavalla (5.7) Fvarjostus Fympäristö Fylävarjostus Fsivuvarjostus jossa Fvarjostus Fympäristö Fylävarjostus Fsivuvarjostus (5.7) varjostusten korjauskerroin, ympäristön horisontaalisten varjostusten korjauskerroin (esimerkiksi maasto, ympäröivät rakennukset ja puut), - (taulukko 5.2) ikkunan yläpuolisten vaakasuorien rakenteiden varjostusten korjauskerroin, - (taulukko 5.3) ikkunan sivuilla olevien pystysuorien rakenteiden varjostusten korjauskerroin, - (taulukko 5.4). Taulukoissa 5.2 - 5.4 annetaan arvoja varjostusten korjauskertoimille eri ilmansuuntien ja varjostuskulmien mukaan. Varjostuskulmat määritetään ikkunan keskipisteestä varjostavaan rakenteeseen. Väliarvot ja väli-ilmansuunnat voidaan määrittää interpoloimalla. Taulukkojen arvoja voidaan käyttää kaikilla liitteen 1 mukaisilla säävyöhykkeillä tarkempien tietojen puuttuessa. Taulukkojen 5.3 ja 5.4 arvoja voidaan käyttää lämmityskaudella. Varjostuskulmien määritelmät esitetään kuvassa 5.1. Taulukko 5.2 Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Taulukko 5.3 Kulma () 0º 10º 20º Ympäristön varjostuksen korjauskertoimet Fympäristö , kun varjostuskulma on 45°(15°). Kun varjostuskulma on 0°, on kerroin aina 1,0. Väliarvot ovat jakautuneet tasavälein. Ikkunan ilmansuunta Pohjoinen Itä ja Länsi Etelä 0,95 (0,98) 0,60 (0,86) 0,25 (0,75) 0,90 (0,96) 0,50 (0,83) 0,30 (0,76) 0,90 (0,96) 0,50 (0,83) 0,40 (0,80) 0,80 (0,93) 0,50 (0,83) 0,50 (0,83) 0,80 (0,93) 0,55 (0,85) 0,70 (0,90) 0,60 (0,86) 0,50 (0,83) 0,75 (0,91) 0,70 (0,90) 0,55 (0,85) 0,75 (0,91) 0,65 (0,88) 0,40 (0,80) 0,40 (0,80) 0,85 (0,95) 0,50 (0,83) 0,45 (0,81) 0,90 (0,96) 0,55 (0,85) 0,30 (0,76) 0,90 (0,96) 0,60 (0,86) 0,20 (0,73) 0,95 (0,98) 0,80 (0,93) 0,20 (0,73) Yläpuolisen varjostuksen korjauskertoimet lämmityskaudelle Fylävarjostus Pohjoinen 1,00 0,97 0,93 Ikkunan ilmansuunta Itä ja Länsi 1,00 0,98 0,95 30 Etelä 1,00 0,99 0,97 30º 40º 45º 60º Taulukko 5.4 Kulma () 0º 10º 20º 30º 40º 45º 60º 0,90 0,87 0,80 0,66 0,92 0,88 0,81 0,65 0,95 0,92 0,85 0,66 Sivuvarjostuksen korjauskertoimet lämmityskaudelle Fsivuvarjostus Ikkunan ilmansuunta Itä ja Länsi 1,00 0,97 0,94 0,90 0,87 0,82 0,73 Pohjoinen 1,00 0,99 0,99 0,98 0,98 0,98 0,98 Etelä 1,00 0,98 0,96 0,94 0,91 085 0,73 Ympäristön varjostus, Fympäristö φ Yläpuolinen varjostus, Fylävarjostus Sivuvarjostus, Fsivuvarjostus φ Kuva 5.1. Varjostuskulmien määritelmät. Horisontaalikulma φ liittyy horisontaalisiin maaston sekä ympäröivien rakennusten ja puiden varjostuksiin Fympäristö. Vaakasuora, yläpuolinen varjostus a), liittyy kertoimeen Fylävarjostus.ja pystysuora, ikkunan sivussa oleva varjostus b), joka liittyy kertoimeen Fsivuvarjostus. 31 5.4 Lämpimänkäyttöveden kierron ja varastoinnin aiheuttama lämpökuorma Lämpimän käyttöveden kierron ja varastoinnin kohdan 6.3. mukaan lasketuista häviöistä lämpökuormaksi tuleva osuus on 50 %. 5.5 Lämpökuormista hyödynnettävä energia 5.5.1 Rakennukseen tulee lämpökuormia siellä tapahtuvasta toiminnasta, etenkin valaistuksesta ja ihmisistä sekä ikkunoista sisään tulevasta auringon säteilyenergiasta, jotka voidaan osittain hyödyntää rakennuksen lämmityksessä. Lämpökuorma voidaan hyödyntää vain sillä edellytyksellä, että samanaikaisesti esiintyy lämmitystarvetta ja että säätölaitteet vähentävät muun lämmön tuottoa vastaavalla määrällä. Rakennuksen lämpökuorma (Qlämpökuorma) lasketaan kaavalla (5.8). Qlämpökuorma Qhenk Qsäh Qaur QLKV ,kierto QLKV ,var aaja (5.8) Lämpökuormien energia, joka hyödynnetään lämmityksessä (Qsis. lämpö), lasketaan kaavalla (5.9). Qsis.lämpö lämpöQlämpökuorma joissa Qsis.lämpö lämpö Qlämpökuorma Qhenk Qsäh Qaur (5.9) rakennuksen lämpökuormien energia, joka hyödynnetään lämmityksessä, kWh lämpökuormien kuukausittainen hyödyntämisaste, rakennuksen lämpökuorma eli muun kuin säätölaitteilla ohjatun lämmityksen kautta rakennuksen sisälle vapautuva lämpöenergia, kWh henkilöiden luovuttama lämpöenergia, kWh valaistuksesta ja sähkölaitteista rakennuksen sisälle vapautuva lämpökuorma, kWh ikkunoiden kautta rakennukseen tuleva auringon säteilyenergia, kWh. Hyödynnettävä energiaosuus on laskettu vastaamaan keskimääräisiä olosuhteita kuukausittain. 5.5.2 Rakennuksen eristeen sisäpuolinen lämpökapasiteetti vaikuttaa lämmön varastoitumiseen rakenteisiin. Siten se vaikuttaa sekä lämmitys- että jäähdytysenergian kulutukseen että sisälämpötiloihin. Suhteellinen, rakennuksen koosta riippumaton, lämpökapasiteettia kuvaava suure on rakennuksen aikavakio, joka on lämpökapasiteetin suhde ominaislämpöhäviöön. Rakennusten aikavakioiden suuruusluokka on noin 1 – 7 vuorokautta. Rakennuksen lämpökapasiteetti on vakio, mutta ominaislämpöhäviö riippuu muun muassa ilmanvaihdon ilmavirrasta ja on siten muuttuva. 5.5.3 Lämpökuormien hyödyntämisaste (lämpö) riippuu lämpökuorman (Qlämpökuorma) ja lämpöhäviön (Qtila) suhteesta (γ) sekä rakennuksen aikavakiosta (), joka on rakennuksen (tilan) sisäpuolisen tehollisen lämpökapasiteetin (Crak) suhde ominaislämpöhäviöön (H). 5.5.4 Lämpökuormien hyödyntämisaste lämpö lasketaan perustapauksessa kaavalla (5.10). lämpö 1 a 1 a 1 (5.10) Sellaisessa erikoistapauksessa, jossa lämpökuorman suhde lämpöhäviöön = 1, hyödyntämisaste 32 lasketaan kaavalla (5.11). lämpö a a 1 (5.11) Kaavoissa (5.10) ja (5.11) a on numeerinen parametri, joka riippuu aikavakiosta . Se lasketaan kaavalla (5.12). a 1 15 (5.12) 5.5.5 Suhdeluku γ lasketaan kaavalla (5.13). Qlämpökuorma (5.13) Qtila jossa γ Qlämpökuorma Qtila lämpökuorman suhde lämpöhäviöön, lämpökuorma eli muulla tavalla kuin säätölaitteilla rakennuksen sisälle vapautuva lämpöenergia, kWh rakennuksen tilojen lämpöhäviö, kWh ohjatulla lämmityksellä 5.5.6 Aikavakio lasketaan kaavalla (5.14). Crak H jossa τ Crak H (5.14) rakennuksen aikavakio, h rakennuksen sisäpuolinen tehollinen lämpökapasiteetti, Wh/K rakennuksen ominaislämpöhäviö (johtumisen, vuotoilman, korvausilman ja tuloilman tilassa tapahtuvan lämpenemisen yhteenlaskettu ominaishäviö), W/K 5.5.7 Rakennuksen ominaislämpöhäviö H lasketaan kaavalla (5.15). H jossa H Qtila Ts Tu ∆t 1000 Qtila 1000 Ts Tu t (5.15) rakennuksen ominaislämpöhäviö, W/K rakennuksen tilojen lämpöhäviö, kWh sisäilman lämpötila, ºC ulkoilman lämpötila, ºC ajanjakson pituus, h kerroin, jolla suoritetaan laatumuunnos wateiksi. 33 5.5.8 Rakennuksen sisäpuolinen tehollinen lämpökapasiteetti Crak voidaan laskea esimerkiksi standardien SFS-EN ISO 13786 tai SFS-EN ISO 13790 mukaan. Rakennuksen sisäpuolisen tehollisen lämpökapasiteetin Crak arvona voidaan käyttää taulukon 5.5 arvoja Crak omin kerrottuna pinta-alalla, ellei tarkempaa tietoa ole käytettävissä. Jos rakennuksen eri osissa on lämpökapasiteetiltaan erilaisia rakennetyyppejä, voidaan käyttää näiden osien pinta-aloilla painotettua lämpökapasiteetin keskiarvoa. Taulukko 5.5. Rakennetyyppi Tehollisen lämpökapasiteetin Crak omin arvoja eri rakennustyypeissä kalusteineen. Esimerkkirakenteita (US on ulkoseinä, VS väliseinä, VP välipohja, YP yläpohja ja AP on alapohja) Crak omin, Wh/(m² K) Pientalot Kevytrakenteinen US, VS, YP, AP kevyitä rankarakenteita 40 Keskiraskas I US, VS, YP kevyitä rankarakenteita, AP betoni 70 Keskiraskas II US harkko tai massiivihirsi, VS, YP kevyitä rankarakenteita, AP betoni 110 Raskasrakenteinen US betoni tai tiili, VS harkko tai tiili, YP, AP betoni 200 Asuinkerrostalot Kevytrakenteinen US, VS, VP kevyitä rankarakenteita, AP betoni 40 Keskiraskas US kevyitä rankarakenteita, VS kevyitä rankarakenteita tai betoni, VP betoni, AP betoni 160 Raskasrakenteinen US betoni, VS harkko tai betoni, VP betoni, AP betoni 220 Toimistorakennukset Kevytrakenteinen US, VS, VP kevyitä rankarakenteita, AP betoni 70 Keskiraskas US kevyitä rankarakenteita, VS kevyitä rankarakenteita tai betoni, VP betoni, AP betoni 110 Raskasrakenteinen US betoni, VS harkko tai betoni, VP betoni, AP betoni 160 Muut rakennukset Sovelletaan taulukon arvoja tai tehollinen lämpökapasiteetti lasketaan esimerkiksi standardien SFS-EN ISO 13786 tai SFS-EN ISO 13790 mukaan. 34 6 LÄMMITYSJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS Tässä luvussa lasketaan lämmönjaon ja -luovutuksen häviöt varastoinnin ja lämpimän käyttöveden häviöt lämmitysjärjestelmän apulaitteiden sähkönkulutus lämmitysenergian tuoton häviöt Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään tilojen lämmitysenergian nettotarve ilmanvaihdon lämmitysenergian nettotarve lämpimän käyttöveden lämmitysenergian nettotarve 6.1 Yleistä Lämmitysjärjestelmän energiankulutus lasketaan tilojen, ilmanvaihdon ja lämpimän käyttöveden lämmitysenergian nettotarpeista lisäämällä näihin lämmitysjärjestelmästä johtuvat häviöt aina lämmönluovutuksesta lämmitysenergian tuottolaitteeseen asti. Häviöt lasketaan seuraavassa esitettyjen hyötysuhteiden avulla. Tämän jälkeen lasketaan lämmitysenergian tuottolaitteen vaikutus sen hyötysuhteen tai lämpökertoimen avulla. 6.2 Tilojen ja ilmanvaihdon lämmitys 6.2.1 Tilojen lämmityksen energiankulutus lämmönluovutuksesta lämmöntuottoon asti Qlämmitys,tilat lasketaan kaavalla (6.1) Qlämmitys,tilat Qlämmitys,tilat,netto lämmitys,tilat Q jakelu,ulos Qlämmitys,tilat,netto Qjakelu,ulos ηlämmitys,tilat (6.1) tilojen lämmitysenergian nettotarve, kWh/a lämmönjaon lämpöhäviö lämmittämättömään tilaan, kWh/a lämmitysjärjestelmän hyötysuhde tilojen lämmityksessä, - Lämmitysjärjestelmän hyötysuhteessa tilojen lämmityksessä ηlämmitys,tilat otetaan huomioon lämmönluovutuksen, säädön, lämpötilakerrostuman ja lämmönjaon häviöt. Lämmönjaon hyötysuhteen ohjearvoja on esitetty taulukossa 6.1, joita voidaan käyttää mikäli tarkempia arvoja ei ole tiedossa. Jakelujärjestelmän lämpöhäviöt lämmittämättömään tilaan Qjakelu,ulos lasketaan tarkastelujaksolle kaavalla (6.2) Q jakelu,ulos q jakeluhäviöt,ulosL qjakeluhäviöt,ulos L (6.2) lämmönjaon ominaislämpöhäviö lämmittämättömään tilaan, kWh/m,a meno- ja paluuputkien yhteenlaskettu pituus lämmittämättömässä tilassa, m Taulukossa 6.2 annetaan ohjeellisia ominaislämpöhäviön arvoja lämmittämättömässä tilassa olevien 35 lämmönjakoputkien lämpöhäviön arvioimiseksi, joita voidaan käyttää mikäli tarkempia arvoja ei ole tiedossa. Taulukon arvot pätevät yksittäisen rakennuksen ja lämmöntuottoyksikön välisille siirtoputkille. Laajemman alueen siirtoputkien lämpöhäviöt on aina laskettava siihen soveltuvalla menetelmällä. 6.2.2 Ilmanvaihdon lämmitysenergian kulutuksen laskennassa voidaan olettaa ilmanvaihtokoneen lämmityspattereiden hyötysuhteeksi 1,0, jolloin Qlämmitys,iv.= Qiv. Lämmitysjärjestelmän apulaitteiden, kuten kiertopumput, säätölaitteet yms. sähkönkulutus Wtilat lasketaan kaavalla (6.3) Wtilat etilat A etilat A (6.3) apulaitteiden ominaiskulutus (taulukko 6.1) , kWh/(m²a). lämmitetty netto-ala, (m²). 36 Taulukko 6.1 Lämmitysjärjestelmien lämmönjaon ja –luovutuksen vuosihyötysuhteiden ja apulaitteiden sähkönkäytön ohjearvoja. Hyötysuhteet on määritetty suhdesäätöisellä säätimellä (P=2ºC), paitsi sähköpatterilämmitys, joka on määritetty elektronisella säätimellä. Hyötysuhde tilat - Sähkö etilat, kWh/(m²a) jakojohdot eristetty jakojohdot eristämätön 0,89 0,84 2 jakojohdot eristetty 0,87 2 jakojohdot eristämätön 0,81 jakojohdot eristetty 0,86 jakojohdot eristämätön 0,77 Lämmitysratkaisu Vesiradiaattori 45/35 ºC Vesiradiaattori 70/40 ºC Vesiradiaattori 90/70 ºC 2 Vesiradiaattori 70/40 ºC jakotukilla 0,80 2 0,83 2 Vesiradiaattori 45/35 ºC jakotukilla Vesikiertoinen lattialämmitys 40/30 ºC maata vasten rajoittuvassa rak. 0,84 ryömintatilaan rajoittuvassa rak. 0,78 ulkoilmaan rajoittuvassa rak. 0,75 lämpimään tilaan rajoittuvassa rak. Kattolämmitys (sähköinen) 0,89 2,5 ulkoilmaan rajoittuvassa rak. 0,86 1 lämpimään tilaan rajoittuvassa rak. 0,88 1 ikkunan U-arvolla 0,8 W/m2K 0,83 1 ikkunan U-arvolla 1,0 W/m2K 0,80 1 sisäänpuhallus sisäseinältä 0,89 1 0,94 1 maata vasten rajoittuva rak. 0,87 1 ryömintatilaan rajoittuvassa rak 0,82 1 ulkoilmaan rajoittuva rak. 0,79 1 lämpimään tilaan rajoittuvassa rak 0,91 1 Ikkunalämmitys (sähköinen) Ilmanvaihtolämmitys Sähköpatterilämmitys Sähköinen lattialämmitys 37 Taulukko 6.2 Lämmittämättömässä tilassa olevien lämmönjakoputkien ominaislämpöhäviön ohjearvoja. Rakennustyyppi Jakoputkien sijoitus Pientalo Jakoputket maassa Ominaislämpöhäviö qjakeluhäviöt,ulos, kWh/m,a -eristetty 60 -eristämätön -eristetty 150 25 -eristetty 35 -eristetty 85 -eristämätön -eristetty 250 30 -eristetty 50 Jakoputket puolilämpimässä tilassa1) Jakoputket ulkoilmassa Muu rakennus Jakoputket maassa Jakoputket puolilämpimässä tilassa1) Jakoputket ulkoilmassa 1) Puolilämpimän tilan lämpötila 15 ºC. 6.3 Lämpimän käyttöveden lämmitys Lämpimän käyttöveden lämmityksen energiankulutus lämmöntuotosta vesipisteille asti Qlämmitys,lkv lasketaan kaavalla (6.4) Qlämmitys,lkv Qlkv,netto ηlkv Qlkv,varastointi Qlkv,kierto Qlkv ,netto lkv Qlkv, var astoint i Qlkv ,kierto (6.4) lämpimän käyttöveden lämmityksen nettotarve, kWh/a lämpimän käyttöveden siirron hyötysuhde, lämpimän käyttöveden varastoinnin häviö, kWh/a lämpimän käyttöveden kiertojohdon häviö, kWh/a 6.3.1 Lämpimän käyttöveden siirron hyötysuhde kattaa lämpimän käyttöveden jakojohdon häviöt. Ellei tarkempaa tietoa ole, voidaan lämpimän käyttöveden siirron hyötysuhteena käyttää taulukossa 6.3 esitettyä rakennustyyppikohtaista hyötysuhdetta. Taulukoituna on hyötysuhteita eri eristystasoille. Eristyspaksuus on ilmoitettu kiertojohdon halkaisijaan, D, suhteutettuna. Tässä 0,5D tarkoittaa eristyspaksuutta joka on puolet eristettävän putken halkaisijasta ja 1,5D tarkoittaa eristystä jonka paksuus on 1,5-kertainen eristettävän putken halkaisijaan nähden. 38 Taulukko 6.3. Lämpimän käyttöveden siirron hyötysuhde. ηlkv Ei kiertoa Kierto Rakennustyyppi eristämätön suojaputkessa eristetty, perustaso2) 0,89 0,90 0,90 0,82 0,81 0,90 0,83 0,91 0,88 Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalot 0,96 0,75 0,85 Asuinkerrostalo 0,97 0,76 0,86 Asuinkerrostalo, mittaus1) 0,97 0,76 0,86 Toimistorakennus 0,88 0,69 0,78 Liikerakennus 0,87 0,68 0,77 Majoitusliikerakennus 0,97 0,76 0,86 Opetusrakennus ja päiväkoti 0,89 0,70 0,79 Liikuntahalli 0,98 0,77 0,87 Sairaala 0,94 0,74 0,84 1) huoneistokohtainen vedenmittaus sekä kylmälle että lämpimälle vedelle 2) eristyksen perustaso tarkoittaa vähintään eristyspaksuutta 0,5D, missä D on putken halkaisija 3) eristyksen parempi taso tarkoittaa vähintään eristyspaksuutta 1,5D, missä D on putken halkaisija eristetty, parempi3) 0,92 0,94 0,94 0,85 0,84 0,94 0,86 0,95 0,91 6.3.2 Ellei tarkempaa tietoa ole, voidaan lämpimän käyttöveden varastoinnin häviönä käyttää taulukon 6.3b mukaista käyttövesivaraajan lämpöhäviötehoon perustuvaa arvoa. Taulukko 6.3b. Lämpimän käyttöveden varastoinnin häviö. Varajaan tilavuus, l 50 100 150 200 300 500 1000 2000 3000 Varaajan lämpöhäviö, kWh/a 40 mm eriste 100 mm eriste 440 220 640 320 830 420 1000 500 1300 650 1700 850 2100 1100 3000 1500 4000 2000 6.3.3 Järjestelmissä, jossa on lämpimän käyttöveden kiertojohto, voidaan kiertojohdon lämpöhäviö laskea putkipituuden ja vakiolämpöhäviön avulla. Kiertojohdon lämpöhäviön ominaistehon ohjearvona voidaan käyttää 40 W/m, ellei yksityiskohtaisempia laskelmia suoriteta. Mikäli kiertojohdon eristystaso tunnetaan, voidaan käyttää taulukon 6.4 mukaisia arvoja. Lämpöhäviö Q lkv, kierto (kWh/a) lasketaan kaavalla (6.5). Qlkv , kierto jossa Wlkv, kierto Llkv tlkv Wlkv , kierto 1000 Llkv tlkv 365 Wlkv , lämmitys nlämmityslaite lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviön ominaisteho, W/m lämpimän käyttöveden kiertojohdon pituus, m lämpimän käyttöveden kiertojohdon pumpun käyttöaika, h/vrk 39 (6.5) Wlkv, lämmitys nlämmityslaite lämpimän käyttöveden kiertojohtoon kytkettyjen lämmityslaitteiden ominaisteho, W/kpl lämpimän käyttöveden kiertojohtoon kytkettyjen lämmityslaitteiden lukumäärä, kpl. Kiertojohdon lämpöhäviön ominaisteholle voidaan käyttää taulukon 6.4 mukaisia arvoja. Taulukoituna on lämpöhäviön ominaistehoja riippuen lämpimän käyttöveden kiertojohdon eristystasosta. Eristyspaksuus on ilmoitettu kiertojohdon halkaisijaan, D, suhteutettuna. Tässä 0,5D tarkoittaa eristyspaksuutta joka on puolet eristettävän putken halkaisijasta ja 1,5D tarkoittaa eristystä jonka paksuus on 1,5-kertainen eristettävän putken halkaisijaan nähden. Mikäli lämpimän käyttöveden kiertojohtoon on kytketty kuivaukseen käytettäviä lämmityslaitteita, mutta niiden lukumäärää ei tiedetä, lisätään kiertojohdon lämpöhäviön ominaistehoon +40 W/m. Mikäli lämmityslaitteiden lukumäärä tiedetään, voidaan tarkemman tiedon puuttuessa käyttää yhden lämmityslaitteen tehona arvoa 200 W. Taulukko 6.4. Lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviön ominaisteho ja lämpimän käyttöveden kiertojohtoon kytkettyjen lämmityslaitteiden ominaisteho. Kiertojohdon lämpöhäviön Eristystaso ominaisteho ei tietoa 40 W/m 0,5D 10 W/m 1,5D 6 W/m suojaputki 15 W/m suojaputki + 0,5D 8 W/m suojaputki + 1,5D 5 W/m Lämmityslaitteiden ominaisteho lisäys kiertojohdon lämpöhäviön ominaistehoon lukumäärää ei tiedossa +40 W/m lukumäärä tiedossa 200 W/kpl Mikäli tarkempaa tietoa rakennuksen lämpimän käyttöveden kiertojohdon pituudesta ei ole, voidaan käyttää taulukon 6.5 rakennustyyppikohtaista arvoa kiertojohdon ominaispituudelle. Ominaispituuden avulla saadaan kiertojohdon pituus, kun se kerrotaan rakennuksen lämmitetyllä nettoalalla. Taulukko 6.5. Kiertojohdon pituus. Rakennustyyppi Kiertojohdon ominaispituus, m/m2 Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalot 0,043 Asuinkerrostalo 0,043 1) Asuinkerrostalo, mittaus 0,043 Toimistorakennus 0,020 Liikerakennus 0,020 Majoitusliikerakennus 0,043 Opetusrakennus ja päiväkoti 0,020 Liikuntahalli 0,020 Sairaala 0,043 1) huoneistokohtainen vedenmittaus sekä kylmälle että lämpimälle vedelle 6.3.4 Lämpimän käyttöveden kiertopumpun käyttämä energia voidaan laskea kaavalla (6.6) 40 Wlkv , pumppu Plkv , pumpputlkv , pumppu jossa Plkv tlkv 365 1000 (6.6) lämpimän käyttöveden kiertojohdon pumpun ottoteho, W lämpimän käyttöveden kiertojohdon pumpun käyttöaika, h/vrk. 6.4 Lämmitysjärjestelmän energiankulutus 6.4.1 Lämmitysjärjestelmän energiankulutus koostu lämmitysenergian Qlämmitys ja sähköenergian Elämmitys kulutuksesta, jotka lasketaan erikseen. Lämmitysjärjestelmän lämmitysenergian kulutus Qlämmitys lasketaan lukuun ottamatta lämpöpumpuilla tuotettua lämmitysenergiaa kaavalla (6.7) Qlämmitys Qlämmitys,tilat Qlämmitys,iv Qlämmitys,lkv Qaurinko (6.7) tuotto jossa ηtuotto Qaurinko lämmitysenergian tuoton hyötysuhde tilojen, ilmanvaihdon ja lämpimän käyttöveden lämmityksessä (taulukot 6.6 ja 6.7), aurinkokeräimellä tuotettu lämmin käyttövesi, joka lasketaan kohdassa 6.5 Lämpöpumpuilla tuotettu lämmitysenergia lasketaan kohdan 6.6 mukaan. Mikäli osa lämmityksestä on sähkölämmitystä, lasketaan se erikseen muusta lämmitysenergiasta ja esitetään yhdessä apulaitteiden sähköenergian kanssa lämmitysjärjestelmän sähköenergiankulutuksena. Taulukko 6.6 Erillisten pientalojen sekä rivi- ja ketjutalojen kattiloiden ja KL-lämmönjakokeskusten hyötysuhteiden ja sähkönkulutuksen ohjearvoja. Kuukausi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vuosi HS Sähkö (kWh/m2a) 1) öljy 2) kaasu standardi öljy/kaasu 0,86 0,86 0,83 0,79 0,72 0,67 0,68 0,67 0,73 0,80 0,83 0,85 0,81 0,99 (1 0,59 (2 kondenssi öljy 0,92 0,92 0,89 0,85 0,79 0,73 0,74 0,73 0,79 0,86 0,90 0,91 0,87 kondenssi kaasu 0,98 0,98 0,94 0,91 0,84 0,78 0,78 0,78 0,84 0,91 0,95 0,97 0,92 pelletti kattila 0,76 0,75 0,72 0,68 0,61 0,56 0,56 0,56 0,61 0,69 0,73 0,75 0,70 puukattila energiavaraajalla 0,78 0,78 0,71 0,75 0,69 0,55 0,67 0,57 0,67 0,76 0,74 0,79 0,73 sähkö kattila 0,94 0,93 0,90 0,86 0,79 0,74 0,74 0,74 0,79 0,87 0,91 0,93 0,88 kaukolämpö 0,96 0,96 0,95 0,93 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,94 0,95 0,96 0,94 1,07 0,68 0,77 0,38 0,02 0,6 41 Taulukko 6.7 Muiden (isompien) rakennusten kattiloiden ja KL-lämmönjakokeskusten hyötysuhteiden ja sähkönkulutuksen ohjearvoja. Kuukausi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vuosi HS Sähkö (kWh/m2a) 1) öljy 2) kaasu standardi öljy/kaasu 0,92 0,92 0,91 0,88 0,78 0,68 0,67 0,67 0,77 0,88 0,91 0,92 0,90 0,24 (1 0,11 (2 kondenssi öljy 0,97 0,97 0,96 0,93 0,83 0,73 0,71 0,72 0,82 0,93 0,96 0,97 0,95 kondenssi kaasu 1,03 1,03 1,02 0,99 0,88 0,77 0,76 0,77 0,87 0,99 1,02 1,03 1,01 pellettikattila 0,83 0,83 0,82 0,76 0,61 0,48 0,47 0,48 0,60 0,77 0,82 0,84 0,80 puukattila energiavaraajalla 0,84 0,84 0,83 0,80 0,71 0,60 0,59 0,61 0,72 0,82 0,83 0,84 0,82 kaukolämpö 0,98 0,98 0,98 0,95 0,88 0,83 0,82 0,83 0,88 0,96 0,98 0,99 0,97 0,25 0,12 0,13 0,25 0,07 6.4.2 Varaavien tulisijojen vuosihyötysuhteena voidaan käyttää 0,60 ellei tarkempia tietoja ole käytettävissä. 6.5 Käyttöveden lämmitys aurinkokeräimellä Käyttöveden lämmitys aurinkoenergialla lasketaan taulukon 6.8 lukuarvoilla kertomalla taulukon arvo keräinten pinta-alalla ja huomioimalla suuntauksen mukainen korjauskerroin, kaava 6.8. Aurinkoenergian osuus lämpimän käyttöveden lämmitysenergiasta saa laskelmassa kuitenkin olla korkeintaan 30 %. Qaurinko qaurinkoker äin Aaurinkoker äin k jossa qaurinkokeräin Aaurinkokeräin k (6.8) aurinkokeräimen energiantuotto käyttöveteen keräinpinta-alaa kohti (taulukko 6.8), kWh/m2,a aurinkokeräinten kokonaispinta-ala, m2 keräinten suuntauksen huomioon ottava kerroin (taulukko 6.9) Taulukko 6.8 Keräinten tuottama aurinkolämpö keräinten pinta-alaa kohti, joka hyödynnetään käyttöveden lämmityksessä. Vyöhyke/paikkakunta qaurinkokeräin kWh/m2,a I / Helsinki 156 II / Jyväskylä 139 III/Sodankylä 125 Taulukon lukuarvot pätevät keräimille, joiden kallistuskulma on 30-70 astetta vaakatasosta. Muille kallistuskulmille taulukkoarvo kerrotaan lukuarvolla 0,8. Taulukko 6.9. Keräinten suuntauksen huomioon ottavan kertoimen k lukuarvot. Suuntaus k etelä/kaakko/lounas 1 itä/länsi 0,8 pohjoinen/koillinen/luode 0,6 Mikäli suunnitteluratkaisu eroaa merkittävästi alla esitetyistä olettamuksista, on käytettävä muuta 42 hyväksyttävään menetelmää Taulukkojen lukuarvot perustuvat oletuksiin Käyttöveden kulutus 200 litraa/vrk (+50 oC; siirron/jakelun lämpöhäviöt 30 %) (50 litraa/hlö/vrk) keräinpinta-ala 10 m2 (2,5 m2/henkilö; 1 m2/20 litraa LKV kulutus) keräimen hyötysuhde (0) kohtisuoralle säteilylle ilman lämpötilaeron vaikutusta 60 % Varaajan koko 500 litraa (50 litraa/1 m2 keräinpintaa kohti; 2,5 x vuorokauden vedenkulutus) (laskenta on tehty mitoituksella, jossa maksimi kuukausituotto 85 % lämmöntarpeesta aurinkoenergialla, vuositasolla 28 % lämpimän käyttöveden lämmöntarpeesta tuotetaan aurinkoenergialla) varaajan ja keräimen kiertopiirin häviöt on laskettu käyttäen huonon eristystason arvoja Aurinkolämpöjärjestelmän pumppujen sähköenergiankulutus lasketaan Waurinko,pumput= (Ppumppu,i tpumppu,i) jossa Ppumppu,i on yksittäisen pumpun i teho, W tpumppu,i pumpun i käyttöaika, h (6.9) Mikäli suunnitteluarvoista ei ole yksityiskohtaista tietoa, voidaan pumpun tehon suunnitteluarvona käyttää kaavasta 6.10 laskettavaa tehoa P=50 W + 5*Aaurinkokeräin (6.10) jossa Aaurinkokeräin on kiertopiiriin kytkettyjen keräimien pinta-ala, m2 Oletusarvoisesti voidaan pumpun käyttöaikana käyttää arvoa 2000 h/a, jos tarkempaa tietoa ei ole käytettävissä. Käyttöaika oletetaan jakautuvan ajallisesti kuukausittaisten säteilyenergioiden suhteessa. Pumppujen sähköenergiasta mahdollisesti talteen otettavaa energiaa ei huomioida rakennuksen lämmöntarpeen laskennassa. 6.6 Lämpöpumput 6.6.1 Lämpöpumppujen yksinkertaisella laskentamenetelmällä voidaan laskea lämmityskäytössä olevan lämpöpumpun sähköenergiankulutus, lämpöpumpun tuottama tilojen ja käyttöveden lämmitysenergia sekä tilojen ja käyttöveden lämmitykseen tarvittava lisälämmitysenergia. Lämpöpumpun sähköenergiankulutus koostuu lämmitysenergian tuoton energiankulutuksesta sekä apulaitteiden sähkönkulutuksesta. Lämpöpumpun sähköenergiankulutus lasketaan lämpöpumpun tuottaman tilojen tai käyttöveden lämmitysenergian sekä lämpöpumpun vuoden keskimääräisen lämpökertoimen (SPF-luku) avulla, joka määritellään tarkemmin erillisessä oppaassa. Luvussa 6.6.2 esitettävässä lämpöpumppujen lisälämmitysenergian laskentamenetelmässä (taulukot 6.10-6.11) sekä luvussa 6.6.3 esitettävien lämpöpumpun SPF-lukujen esimerkkiarvojen (taulukot 6.146.16) laskennassa on oletettu, että ulkoilmalämpöpumppujen alin toimintalämpötila on -20°C. Samoin on oletettu, että tiloja ja käyttövettä lämmittävät ulkoilma- ja maalämpölämpöpumput lämmittävät vuorotellen käyttövettä tai tiloja, siten että käyttövettä lämmitetään ensisijaisesti. Tiloja ja käyttövettä lämmittävän poistoilmalämpöpumpun oletetaan lämmittävän tiloja sekä käyttövettä samanaikaisesti. Mikäli nämä oletukset eivät päde laskettavassa tapauksessa, on tapaus laskettava tarkemmin muilla menetelmillä. 43 6.6.2 Lämpöpumpun tuottama tilojen ja käyttöveden lämmitysenergian sekä tarvittavan lisälämmitysenergian osuus voidaan arvioida esimerkiksi taulukoiden 6.10-6.13 avulla tai laskea tarkemmin ympäristöministeriön oppaan avulla tai muulla vaihtoehtoisella menetelmällä. Ulkoilma- ja maalämpöpumppujen tuottama lämmitysenergian osuus voidaan arvioida taulukoiden 6.10-6.12 avulla, jos lämpöpumpun nimellistehon lpn suhde rakennuksen tilojen lämmityksen mitoitustehoon lämmax tunnetaan (suhteellinen lämpöteho: lpn/lämmax). Taulukoissa 6.10-6.12 käytettävä lämpöpumppujen nimellisteho lpn ilmoitetaan standardin SFS EN 14511-2 mukaisissa testausolosuhteissa ulkoilmalämpöpumppujen osalta ulkoilman lämpötilalla +7°C ja sisäilman lämpötilalla 21°C tai maalämpöpumppujen osalta keruupiirin lämpötilalla 0°C ja lämmönjakoverkoston menoveden lämpötilalla 35°C. Taulukoiden 6.10-6.12 avulla voidaan lisäksi arvioida lämmönjakoverkoston lämpötilatason, tilojen- ja käyttöveden lämmitysenergian suhteen sekä Suomen säävyöhykkeiden vaikutus lisälämmitysenergian tarpeeseen. Poistoilmalämpöpumpun tuottama tilojen ja käyttöveden lämmitysenergian osuus voidaan arvioida taulukon 6.13 avulla, jos tilojen lämmitysenergiankulutus Qlämmitys,tilat tunnetaan. Taulukon 6.13 avulla voidaan lisäksi arvioida poistoilmalämpöpumpun jäteilman lämpötilan vaikutus lämpöpumpulla tuotettavan lämmitysenergian osuuteen. Kaikkien edellä mainittujen lämpöpumpputyyppien lisälämmitykseen tarvittava energiankulutus voidaan arvioida taulukoiden 6.10-6.13 avulla määritettävän suhteellisen lämpöenergian osuuden avulla, joka on lämpöpumpun tuottaman tilojen ja käyttöveden lämmitysenergian Qlp ja rakennuksen tilojen ja käyttöveden lämmitysenergian Qtot suhde (suhteellinen lämpöenergia: Qlp / Qtot). 44 Taulukko 6.10. Maalämpöpumpun suhteellisen lämpöenergian osuus (Qlp/Qtot) taulukoituna suhteellisen lämpötehon (Φlpn/Φtotmax) suhteen, tilojen lämmitys- ja käyttövesienergioiden suhteilla (Φläm/Φlkv), eri menoveden max. lämpötiloilla ja eri säävyöhykkeillä. Lämpöpumpun nimellisteho lpn annetaan toimintapisteessä Tliuos / Tmeno 0/35 °C. Φlpn/Φtotmax 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Φläm/Φlkv 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 Säävyöhyke: I-II Tm, °C 30 40 0,39 0,39 0,47 0,47 0,62 0,60 0,68 0,65 0,52 0,52 0,67 0,66 0,78 0,75 0,84 0,79 0,65 0,65 0,82 0,80 0,90 0,87 0,92 0,89 0,81 0,80 0,92 0,90 0,95 0,93 0,96 0,94 0,92 0,90 0,97 0,95 0,98 0,96 0,98 0,97 0,97 0,96 0,99 0,98 0,99 0,98 0,99 0,98 50 0,39 0,47 0,58 0,62 0,52 0,65 0,72 0,76 0,65 0,78 0,84 0,86 0,79 0,88 0,91 0,92 0,88 0,94 0,95 0,95 0,95 0,97 0,97 0,97 Säävyöhyke: III 60 0,39 0,47 0,56 0,59 0,52 0,64 0,70 0,73 0,65 0,76 0,81 0,83 0,78 0,86 0,89 0,90 0,87 0,92 0,93 0,94 0,94 0,96 0,96 0,96 Tm, °C 30 40 0,38 0,38 0,46 0,46 0,60 0,58 0,67 0,63 0,51 0,51 0,65 0,64 0,76 0,73 0,82 0,77 0,63 0,63 0,80 0,78 0,89 0,85 0,91 0,88 0,79 0,78 0,91 0,88 0,95 0,92 0,96 0,93 0,90 0,88 0,96 0,95 0,98 0,96 0,98 0,96 0,97 0,95 0,99 0,97 0,99 0,98 0,99 0,98 45 50 0,38 0,46 0,56 0,60 0,51 0,63 0,70 0,73 0,63 0,76 0,82 0,84 0,77 0,86 0,90 0,91 0,87 0,93 0,94 0,95 0,94 0,96 0,97 0,97 Säävyöhyke: IV 60 0,38 0,46 0,54 0,58 0,51 0,62 0,68 0,70 0,63 0,74 0,79 0,81 0,76 0,84 0,87 0,88 0,86 0,91 0,92 0,93 0,93 0,95 0,95 0,95 Tm, °C 30 40 0,36 0,36 0,44 0,44 0,44 0,54 0,63 0,59 0,48 0,48 0,61 0,60 0,59 0,69 0,78 0,73 0,61 0,61 0,77 0,74 0,71 0,81 0,89 0,84 0,75 0,74 0,88 0,85 0,80 0,90 0,95 0,91 0,87 0,85 0,95 0,92 0,88 0,95 0,98 0,95 0,95 0,93 0,98 0,96 0,99 0,97 0,99 0,98 50 0,36 0,44 0,52 0,56 0,48 0,59 0,67 0,69 0,61 0,73 0,78 0,80 0,74 0,82 0,86 0,88 0,84 0,90 0,92 0,93 0,91 0,95 0,95 0,96 60 0,36 0,44 0,51 0,54 0,48 0,59 0,64 0,66 0,61 0,71 0,75 0,76 0,73 0,80 0,83 0,85 0,83 0,88 0,90 0,90 0,90 0,93 0,95 0,94 Taulukko 6.11. Ulkoilmalämpöpumpun (ilma-vesi) suhteellisen lämpöenergian osuus (Qlp/Qtot) taulukoituna suhteellisen lämpötehon (Φlpn/Φtotmax) suhteen, tilojen lämmitys- ja käyttövesienergioiden suhteilla (Φläm/Φlkv), eri menoveden max. lämpötiloilla ja eri säävyöhykkeillä. Lämpöpumpun nimellisteho lpn annetaan toimintapisteessä Tulko / Tmeno +7/35. Φlpn/Φtotmax Φläm/Φlkv 0,3 Tm, °C 30 40 0,33 0,33 0,39 0,39 0,49 0,48 0,56 0,54 0,44 0,44 0,52 0,52 0,63 0,61 0,68 0,65 0,54 0,54 0,65 0,64 0,73 0,71 0,78 0,75 0,64 0,64 0,75 0,74 0,82 0,79 0,84 0,82 0,73 0,73 0,83 0,81 0,87 0,85 0,89 0,87 0,81 0,80 0,88 0,87 0,90 0,89 0,91 0,90 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,5 1 2 4 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Säävyöhyke: I-II 50 0,33 0,39 0,47 0,52 0,44 0,52 0,60 0,63 0,54 0,64 0,69 0,72 0,64 0,72 0,77 0,80 0,73 0,80 0,83 0,85 0,80 0,85 0,88 0,88 Säävyöhyke: III 60 0,33 0,39 0,46 0,50 0,44 0,52 0,58 0,61 0,54 0,63 0,68 0,70 0,64 0,72 0,75 0,77 0,73 0,78 0,82 0,83 0,79 0,84 0,86 0,87 Tm, °C 30 40 0,31 0,31 0,37 0,37 0,46 0,45 0,53 0,51 0,42 0,42 0,50 0,50 0,60 0,58 0,64 0,62 0,52 0,52 0,62 0,61 0,70 0,68 0,74 0,71 0,62 0,62 0,72 0,70 0,78 0,76 0,81 0,78 0,70 0,70 0,79 0,78 0,84 0,82 0,86 0,84 0,80 0,80 0,86 0,85 0,88 0,86 0,88 0,87 50 0,31 0,37 0,44 0,49 0,42 0,49 0,57 0,60 0,52 0,61 0,66 0,68 0,62 0,69 0,74 0,76 0,70 0,76 0,80 0,81 0,79 0,84 0,85 0,85 Säävyöhyke: IV 60 0,31 0,37 0,44 0,48 0,42 0,49 0,56 0,58 0,52 0,60 0,64 0,66 0,61 0,69 0,72 0,73 0,70 0,75 0,78 0,79 0,78 0,82 0,84 0,84 Tm, °C 30 40 0,28 0,28 0,33 0,33 0,40 0,39 0,46 0,44 0,38 0,38 0,44 0,44 0,52 0,51 0,56 0,54 0,47 0,47 0,55 0,54 0,61 0,60 0,64 0,62 0,55 0,55 0,64 0,63 0,69 0,67 0,71 0,69 0,63 0,63 0,71 0,69 0,75 0,73 0,76 0,74 0,72 0,71 0,77 0,76 0,79 0,77 0,79 0,77 50 0,28 0,33 0,39 0,43 0,38 0,44 0,50 0,52 0,47 0,54 0,58 0,60 0,55 0,62 0,65 0,66 0,63 0,68 0,71 0,72 0,71 0,74 0,76 0,76 60 0,28 0,33 0,38 0,41 0,38 0,44 0,49 0,51 0,47 0,53 0,57 0,58 0,55 0,61 0,64 0,64 0,63 0,67 0,69 0,70 0,70 0,73 0,74 0,74 Taulukko 6.12. Ulkoilmalämpöpumpun (ilma-ilma) suhteellisen lämpöenergian osuus (Qlp/Qtot) taulukoituna suhteellisen lämpötehon (Φlpn/Φtotmax) suhteen eri säävyöhykkeillä. Lämpöpumpun nimellisteho lpn annetaan toimintapisteessä Tulko/Tsisä +7/21°C. Φlpn/Φtotmax Säävyöhyke I-II 0,54 0,66 0,75 0,81 0,85 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 III 0,51 0,62 0,71 0,78 0,83 IV 0,44 0,53 0,61 0,68 0,73 Taulukko 6.13. Poistoilmalämpöpumpun suhteellisen lämpöenergian osuus (Qlp/Qtot) taulukoituna tilojen lämmitysenergiankulutuksen suhteen eri jäteilman lämpötiloilla. Qlämmitys,tilat, kWh/m²,a 50 100 150 200 Tjäte, °C 1 3 0,95 0,90 0,72 0,66 0,56 0,51 0,46 0,41 5 0,84 0,60 0,46 0,37 46 Lämpöpumpulla tuotettava tilojen ja käyttöveden lämmitysenergia lasketaan ottamalla lisälämmitykseen tarvittava energiankulutus huomioon kaavojen (6.11) ja (6.12) mukaisesti. QLP,lämmitys,tilat Qlämmitys,tilat Qlisälämmitys ,tilat (6.11) jossa QLP, lämmitys, tilat lämpöpumpun tuottama tilojen lämmitysenergia, kWh Qlämmitys, tilat tilojen lämmitysenergiankulutus, kWh Q lisälämmitys, tilat tilojen lämmityksessä tarvittava lisälämmityksen energiankulutus, kWh Mikäli lämpöpumppua käytetään ilmanvaihdon tuloilman lämmityksessä, ilmanvaihdon lämmityksen energiankulutus lisätään kaavassa (6.1) rakennuksen tilojen lämmitysenergiankulutukseen Qlämmitys,tilat. QLP,lämmitys, LKV Qlämmitys, LKV Qlisälämmitys , LKV (6.12) jossa QLP, lämmitys, LKV lämpöpumpun tuottama käyttöveden lämmitysenergia, kWh Qlämmitys, LKV käyttöveden lämmityksen energiankulutus, kWh Qlisälämmitys,LKV käyttöveden lämmityksessä tarvittava lisälämmityksen energiankulutus, kWh. Tilojen ja käyttöveden lämmityksen energiankulutukset (Qlämmitys,tilat ja Qlämmitys,LKV ) voidaan laskea kaavoilla (6.1) ja (6.4). 6.6.3 Lämpöpumppu otetaan huomioon lämmityksen sähköenergiankulutusta laskettaessa vain sen ajanjakson osalta, jonka aikana lämpöpumppua käytetään. Lämmityskäytössä olevan lämpöpumpun sähköenergiankulutus ELP,lämmitys voidaan laskea kaavalla ELP,lämmitys QLP,lämmitys,tilat SPFtilat QLP,lämmitys, LKV SPFLKV jossa SPFtilat SPFLKV (6.13) lämpöpumpun SPF-luku tilojen lämmityksessä, lämpöpumpun SPF-luku käyttöveden lämmityksessä -. Ulkoilmalämpöpumpun (ilma-ilma) sähköenergiankulutus lasketaan kaavalla (6.13) käyttäen ainoastaan niiden tilojen lämmitysenergiankulutusta, jotka ovat lämpöpumpun vaikutuspiirissä. Tällöin näiden tilojen, lämmitysenergiankulutus on laskettava erikseen. Kaavassa (6.13) eri lämpöpumpputyyppien SPF-lukuina voidaan käyttää taulukoiden 6.14-6.16 lukuarvoja, ellei tarkempaa tietoa ole käytettävissä. SFP-lukujen arvot ovat samat säävyöhykkeellä I ja II. Taulukot 6.14-6.15 osoittavat, että lämmönjakoverkoston lämpötilataso vaikuttaa lämpöpumpun suorituskykyyn. Lämmönjakoverkoston lämpötilan noustessa lämpöpumpun suorituskyky heikkenee ja SPF-luku pienenee. Lämpöpumpun suorituskyky riippuu myös lämmönlähteen lämpötilatasosta, joten esimerkiksi ulkoilman lämpötila vaikuttaa ulkoilmalämpöpumppujen SPF-lukuun (Taulukko 6.14). Mikäli taulukoissa 6.14-6.15 esitetyt lämmönjakoverkoston lämpötilatasot eivät vastaa laskettavan tapauksen lämmönjakoverkoston lämpötilatasoa, voidaan taulukoissa esitettyjen SPF-lukujen väliarvoja interpoloida. Maalämpöpumpun käyttö rakennuksen jäähdytykseen nostaa maaperän lämpötilaa ja vähentää maaperän jäähtymisen riskiä pitkällä aikavälillä. Tällöin maalämpöpumpun käyttö myös 47 jäähdytykseen parantaa lämpöpumpun toimintaedellytyksiä lämmityskäytössä pitkällä aikavälillä. Taulukko 6.14. Ulkoilmalämpöpumppujen SPF-lukuja. Ulkoilmalämpöpumput max. lämpötila (menovesi), °C Ilma-ilma Ilma-vesi (tilojen lämmitys) 30 40 50 60 Ilma-vesi (käyttöveden lämmitys) 60 SPF-luku Säävyöhykkeet I-II III 2,8 2,8 IV 2,7 2,8 2,5 2,3 2,2 2,8 2,5 2,3 2,1 2,7 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,3 Taulukko 6.15. Maalämpöpumppujen SPF-lukuja Maalämpöpumppu max. lämpötila (menovesi), °C Tilojen lämmitys 30 40 50 60 Käyttöveden lämmitys 60 SPF-luku Vuotuinen keruupiirin keskilämpötila,°C -3 +3 3,4 3,0 2,7 2,5 3,5 3,1 2,7 2,5 2,3 2,3 Taulukko 6.16. Poistoilmalämpöpumppujen tilojen ja käyttöveden lämmityksen yhteisiä SPF-lukuja poistoilman lämpötilan ollessa 21°C. Poistoilmalämpöpumppu Jäteilman min. lämpötila +1 +3 +5 SPF-luku 2,1 2,0 1,9 Lämpöpumpun SPF-luku voidaan laskea tarkemmin ympäristöministeriön oppaassa esitetyllä yksityiskohtaisella laskentamenetelmällä tai muulla vaihtoehtoisella menetelmällä käyttäen lähtötietona esimerkiksi standardien SFS EN 255-3 tai SFS EN 14511-3 mukaisilla testausmenetelmillä mitattuja tai muulla tavoin varmennettuja lämpöpumppujen tuotetietoja. Lämpöpumpun SPF-luvun määrityksessä käytettävässä lämpöpumpun lämpökertoimessa otetaan huomioon mahdollisiin sulatusjaksoihin kuluva energia sekä lämpöpumpun apulaitteiden esimerkiksi lämpöpumpun säätölaitteiden, puhaltimien sekä pumppujen sähkönkulutus standardin SFS EN 145113 osoittamalla tavalla. Niiden lämpöpumpun apulaitteiden sähkönkulutus, jotka eivät sisälly lämpöpumpun lämpökertoimen mitattuihin arvoihin, joissakin laitteissa esimerkiksi lämmönkeruupiirin sekä rakennuksen lämmönjakopiirin pumppujen sähkönkulutus, otetaan erikseen huomioon SPF-luvun laskennassa. Kaavassa (6.4) käytettävät tilojen ja käyttöveden lämmitykselle erikseen määriteltävät lämpöpumpun SPF-luvut lasketaan kaavojen (6.14 ja 6.15) avulla SPFtilat QLP ,lämmitys,tilat (6.14) ELP ,tilat Eapu,tilat 48 jossa QLP, lämmitys, tilat lämpöpumpun tuottama tilojen vuotuinen lämmitysenergia, kWh ELP, tilat lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus tilojen lämmityksessä, kWh Eapu, tilat lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (tilojen lämmitys), joka ei sisälly lämpöpumpun lämpökertoimen mitattuihin arvoihin, kWh. SPFLKV QLP,lämmitys, LKV (6.15) ELP, LKV Eapu, LKV jossa QLP, lämmitys LKV lämpöpumpun tuottama käyttöveden vuotuinen lämmitysenergia, kWh ELP, LKV lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus käyttöveden lämmityksessä, kWh Eapu, LKV lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (käyttöveden lämmitys), joka ei sisälly lämpöpumpun lämpökertoimen mitattuihin arvoihin, kWh. Koko lämpöpumpun sekä tilojen että käyttöveden lämmityksen yhteinen SPF-luku määritellään kaavan (6.16) avulla SPFtilat LKV jossa QLP, lämmitys ELP Eapu QLP ,lämmitys (6.16) ELP Eapu rakennuksen tilojen ja käyttöveden vuotuinen lämmitysenergiankulutus, joka voidaan tuottaa lämpöpumpulla, kWh lämpöpumpun vuotuinen sähkönkulutus tilojen ja käyttöveden lämmityksessä, kWh lämpöpumpun apulaitteiden vuotuinen sähkönkulutus (tilat ja LKV), joka ei sisälly lämpöpumpun lämpökertoimen mitattuihin arvoihin, kWh. Koska lämpöpumpun puhaltimien sähkönkulutus sisältyy SPF-lukuun, poistoilmalämpöpumpulla varustetun rakennuksen ilmanvaihtokoneen puhaltimien sähkönkultusta ei tarvitse ottaa huomioon ilmanvaihtojärjestelmän sähkönkulutusta laskettaessa. Niiden lämpöpumpun apulaitteiden sähkönkulutus Eapu, joka ei sisälly lämpöpumpun lämpökertoimen mitattuihin arvoihin, voidaan laskea kaavan (6.17) avulla Eapu Paput jossa Papu t (6.17) lämpöpumpun muiden apulaitteiden sähköteho, kW pumpun käyttöaika laskentajaksolla, h. 49 7 ILMANVAIHTOJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS Tässä luvussa lasketaan Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho Ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutus Tuloilman lämpeneminen puhaltimessa Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään Ilmanvaihtokoneiden sähkötehot Ilmanvaihtokoneiden ilmavirrat 7.1 Puhaltimien tai ilmanvaihtokoneiden sähkönkulutus lasketaan suunnitellun ominaissähkötehon, ilmavirran ja käyntiajan tulona kaavan (7.1) mukaan. Wilmanvaihto Pes qv Δt jossa Wilmanvaihto Pes qv t (7.1) puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen sähköenergiankulutus, kWh puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ominaissähköteho, kW/(m³/s) puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ilmavirta, m³/s puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen käyttöaika laskentajaksolla, h. Tarpeenmukaisesti ohjatun ilmanvaihdon vaikutus lasketaan erikseen siihen soveltuvilla menetelmillä. Ilmanvaihtojärjestelmä suunnitellaan yleensä niin, että ominaissähköteho ei ylitä arvoa 2,0 kW(m³/s) (koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä) tai arvoa 1,0 kW(m³/s) (koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä). 7.2 Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho lasketaan konekohtaisesti kaavalla (7.2). Pes jossa Pes Pe qv Pe qv (7.2) puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ominaissähköteho, kW/(m³ / s) puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen sähköteho, kW puhaltimen tai ilmanvaihtokoneen ilmavirta, m³/s Selostus Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähkötehoon vaikuttavat ilmanvaihtojärjestelmän painehäviö ja puhaltimien hyötysuhde. Ilmanvaihtokoneen ominaissähkötehona laskennassa käytetään käyttöajan tehostamatonta poistoilmavirtaa tai tuloilmavirtaa (suurempaa näistä). 7.3 Puhaltimen ilmavirran lämpötilaa nostava vaikutus lasketaan kaavalla (7.3) 50 T Pes ps P p e s cp cp qv (7.3) jossa ps ρ cp ilmaan siirtyvän lämpötehon ja puhaltimen sähkötehon suhde, ilman tiheys, kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, kJ/kgK Suhdeluvulle ps käyttää taulukossa (7.1) annettuja arvoja. Taulukko 7.1 Ilmaan siirtyvän lämpötehon ja puhaltimen sähkötehon suhde ps Puhaltimen moottorin sijainti ps Ilmavirrassa 1,0 Ei ole ilmavirrassa 0,6 Paikka ei ole tiedossa 0,8 Mikäli laskennassa tarvittavia lähtöarvoja ei ole käytettävissä, voidaan oletuksena käyttää arvoa 0,5 K. 51 8 JÄÄHDYTYSJÄRJESTELMÄN ENERGIAKULUTUS Tässä luvussa lasketaan jäähdytysjärjestelmän sähköenergiantarve jäähdytysjärjestelmän apulaitteiden sähkönkulutus Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään ilmastointikoneen jäähdytyspatterin käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia huonelaitteiden käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia Rakennuksen tilojen jäähdyttämiseen käytettävä jäähdytysenergia tuodaan tiloihin joko ilmavirran avulla tai vesivirran avulla tai käyttäen molempia tapoja samanaikaisesti, kuva 8.1. Jäähdytysjärjestelmän energiankulutus koostuu jäähdytysenergian tuoton (kompressorilaitos, jäähdytystorni tmv.) energiankulutuksesta sekä apulaitteiden sähkönkulutuksesta. tuloilma Qca häviöt huonetila jäähdytysenergian tuotto häviöt sähkö lämpö polttoaine kaukojäähdytys apulaite Qcw häviöt apulaite Qct huonelaite Kuva 8.1 Jäähdytysjärjestelmän periaatekuva Jäähdytysjärjestelmän käyttämä vuotuinen energiankulutus arvioidaan ilmanvaihdon tai ilmastoinnin jäähdytyspatterin vuotuiseen jäähdytysenergiaan Qca, huonelaitteiden jäähdytysenergiaan Qcw sekä jäähdytysjärjestelmän ominaisuuksiin perustuen. Mainitut vuosienergiat lasketaan tilojen jäähdytysenergiantarpeen laskennan yhteydessä, tarkoitukseen soveltuvalla energiasimulointiohjelmalla enintään tunnin pituista aika-askelta käyttäen. Jäähdytysjärjestelmällä tuotettu vuotuinen jäähdytysenergia Qct on Qct (1 sca )Qca (1 scw )Qcw Qca Qcw sca scw (8.1) ilmastointikoneen jäähdytyspatterin käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia, kWh/a huonelaitteiden käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia, kWh/a järjestelmän ilmapuolen (termiset, kondenssi ym.) häviöt huomioon ottava kerroin järjestelmän vesipuolen (termiset) häviöt huomioon ottava kerroin. Laskentatavasta (ohjelmasta) riippuen ilmastointikoneen jäähdytyspatterin käyttämä vuotuinen 52 jäähdytysenergia sisältää jäähdytyspatterilla tapahtuvan ilman kosteuden kondensoitumiseen tarvittavan jäähdytysenergian (märkä patteri) tai ei sisällä sitä (kuiva patteri). Tämä täytyy huomioida taulukon 8.2 häviökertoimien käytössä. Jos jäähdytyspatterin käyttämä vuotuinen jäähdytysenergia sisältää kosteuden kondensoitumiseen tarvittavan energian, käytetään sitä taulukon 8.2 kertoimen sca arvoa joka ei sisällä kondensoitumisen vaikutusta. Jos toisaalta kondensoituminen ei sisälly jäähdytyspatterin käyttämään energiaan, se täytyy huomioida kertoimella joka sisältää kondensoitumisen. Sähköä jäähdytysenergian tuottamiseen käyttävälle järjestelmälle vuotuinen jäähdytysjärjestelmän sähköenergiantarve E sys (kWh/a) (lukuun ottamatta apulaitteiden sähköenergiaa) lasketaan kaavalla Esys Qct E jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuinen kylmäkerroin. (8.2) E Vastaavasti lämpö- tai kylmäenergiaa käyttävän järjestelmän (absorptiojäähdytys tai kaukojäähdytys) vuotuinen energiantarve lasketaan kaavalla Qsys Qct Q jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuinen kylmäkerroin. (8.3) Q Jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuinen kylmäkerroin määritellään prosessilla vuosittain tuotetun jäähdytysenergian suhteena ko. prosessiin vuosittain käytetyn energiaan määrään. Tuottoprosessiin käytettävään energiaan sisältyy tällöin mm. lauhdutinkiertoon käytettävä pumppausenergia, lauhduttimen puhallinenergia, jäähdytystornin puhallinenergia ym. jäähdytysprosessin välittömästi käyttämä energia. Vuotuisille kylmäkertoimille on esitetty ohjearvoja taulukossa (8.1) ja häviökertoimille taulukossa (8.2). Ohjearvon tilalla voidaan aina käyttää valmistajien ilmoittamia varmennettuja suoritusarvoja. Taulukko 8.1 Jäähdytysenergian tuottoprosessin vuotuisia kylmäkertoimia Jäähdytysenergian tuottotapa E Kompressori-kylmälaitos , ilmalauhdutteinen Kompressori-kylmälaitos ,vesilauhdutteinen 2,5 3 Vapaajäähdytys, liuosjäähdytin (kuiva) 5 - Vapaajäähdytys, jäähdytystorni (märkä) 7 - Vapaajäähdytys, maaputkisto (vertikaalinen) 30 - Split laitteet 3 - Kaukojäähdytys (lämmönsiirrin) - 1 Absorptiojäähdytys - 0,7 53 Q - Jäähdytyksen häviökertoimen ohjearvoja Taulukko 8.2 Jäähdytyksen menoveden lämpötila sca1) sca2) scw 7C 10 C 15 C 0,3 0,2 0,1 0,6 0,5 0,2 0,2 0,15 0,1 1) ei sisällä kondenssihäviötä 2) sisältää kondenssihäviön Kun rakennuksessa käytettävä jäähdytysenergia tuotetaan kahdella eri prosessilla, esim. vapaajäähdytyksellä ja sitä täydentävällä kompressoriyksiköllä, järjestelmän vuotuinen energiantarve lasketaan kaavalla E sys 1 Qct E1 2 Qct (8.4) E2 1 tuottoprosessilla 1 tuotetun vuosittaisen jäähdytysenergian suhteellinen osuus, 2 tuottoprosessilla 2 tuotetun vuosittaisen jäähdytysenergian suhteellinen osuus, (1 + 2 = 1,0) E1 tuottoprosessin 1 vuotuinen kylmäkerroin, E2 tuottoprosessin 2 vuotuinen kylmäkerroin. Edellisen lisäksi järjestelmät käyttävät sähköä pumppujen, puhaltimien ym. apulaitteiden toimintoihin jäähdytyksen luovutus- ja jakelutoimintojen yhteydessä. Apulaitteiden sähkönkulutukseen lasketaan jäähdytysenergian jakeluun tarvittava pumppausenergia sekä jäähdytysenergian luovutuksen tehostamiseen käytettävä energia, esim. puhallinkonvektorin puhallinenergia. Apulaitteiden sähkönkulutukseen ei lasketa ilmanvaihdon tai ilmastoinnin ilman siirtämiseen käyttämää puhallinenergiaa eikä jäähdytysenergian tuottoprosessin yhteydessä käytettävää energiaa. Apulaitteiden sähkönkulutus riippuu järjestelmän tyypistä ja se lasketaan kaavalla E ac acQct ac (8.5) järjestelmän vuotuinen apulaitteiden sähkönkulutuksen kulutuskerroin Kulutuskertoimelle on esitetty ohjearvoja taulukossa (8.3). Ohjearvon tilalla voidaan aina käyttää yksityiskohtaisemmalla menetelmällä laskettuja arvoja. Taulukko 8.3 Jäähdytyksen apulaitteiden sähkönkulutuksen kulutuskertoimen ohjearvoja Jäähdytysjärjestelmä ac Vesijärjestelmä, jäähdytyspalkki Vesijärjestelmä, puhallinkonvektori Ilmajärjestelmä, IMS järjestelmä 0,06 0,08 0,05 54 9 LÄMMITYSTEHO Tässä luvussa lasketaan Rakennuksen lämmitystehontarve Rakenteiden läpi johtuva lämpöteho Vuotoilman lämmityksen tarvitsema teho Tilassa tapahtuvan tuloilman lämmityksen tarvitsema teho Korvausilman lämmityksen tarvitsema teho Ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin teho Käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään Rakennusosien pinta-alat Rakennusosien lämmönläpäisykertoimet Rakennuksen ilmatilavuus Ilmanvaihdon ilmavirrat Ilmanvaihdon lämmöntalteenoton lämpötilasuhteet mitoitustilanteessa Lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama Lämmitysjärjestelmien hyötysuhteet 9.1 Rakennuksen lämmitystehontarve 9.1.1 Rakennuksen lämmitystehontarve lasketaan yleensä huonekohtaisesti, jolloin voidaan laskea huoneessa tarvittava lämmitysteho ja mitoittaa ja valita huonekohtaiset lämmityslaitteet. Rakennuksen lämmitystehontarve riippuu pääasiassa rakenteiden johtumislämpöhäviöistä, ilmavuodoista ja ilmanvaihdosta. Lämmitystehontarve lasketaan paikkakunnan mitoittavalla ulkoilman lämpötilalla (liite 1). Jos ilmanvaihtoon tarvittava ulkoilma tai osa siitä tuodaan huonetiloihin suoraan ulkoa tai alilämpöisenä, on sen tarvitsema teho otettava huomioon huonekohtaisten lämmityslaitteiden mitoituksessa. Ilmanvaihtokoneessa tapahtuva tuloilman jälkilämmitys otetaan huomioon ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin mitoituksessa. Rakennuksen lämmitystehontarve saadaan huonekohtaisten samanaikaisten lämmitystehontarpeiden summana, johon lisätään ilmanvaihtojärjestelmästä riippuen mahdollisen tuloilman lämmitystehontarve sekä lämpimän käyttöveden lämmityksen samanaikainen tehontarve. Sisäisten lämmönlähteiden vaikutus tehontarpeeseen otetaan huomioon vain niiden ollessa todella huomattavia ja jatkuvia. Myöskään auringon säteilylämpöä ei oteta huomioon tehontarpeen laskennassa. Rakennuksen rakenteiden lämpökapasiteetti otetaan huomioon epäjatkuvan lämmityksen mitoituslämmitystehoa laskettaessa. Lämmöntuottolaitteistot voidaan mitoittaa lasketusta lämmitystehontarpeesta poikkeavasti. Esimerkiksi varaavissa järjestelmissä varaajaan tai varaaviin rakenteisiin voidaan tuoda vuorokautinen energia muutamassa tunnissa. Teho on tällöin moninkertainen jatkuvaan lämmitystehontarpeeseen nähden. Toisaalta lämpimän käyttöveden suuret hetkittäiset tehohuiput voidaan ottaa varaajasta, jolloin varaajaa voidaan lämmittää hitaasti pienellä teholla uutta käyttöä varten. Jaksollisessa ja osa-aikaisessa lämmityksessä käytettävien laitteiden mitoitus riippuu voimakkaasti palautuslämmityksen aikaisesta tehontarpeesta, johon vaikuttavat palautuslämmitysaika, rakenteiden 55 lämpökapasiteetti (massiivisuus), lämpötilan sallittu lasku ja lämmitysjakson pituus. 9.1.2 Rakennuksen lämmitystehontarve lämmitys lasketaan laskemalla yhteen samanaikaiset tehontarpeet kaavalla (9.1). lämmitys huonelämmitys tuloilmapatteri lkv huonelämmitys tuloilma lkv jossa lämmitys huonelämmitys tuloilmapatteri lkv huonelämmitys tuloilma lkv (9.1) rakennuksen lämmitystehon tarve, W huonelämmityksen tehon tarve, W ilmanvaihdon tuloilman jälkilämmityspatterin tehon tarve, W käyttöveden lämmitystehon tarve, W huonelämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. ilmanvaihdon tuloilman lämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. käyttöveden lämmitysjärjestelmän hyötysuhde mitoitusolosuhteissa, -. Lämmitysjärjestelmien hyötysuhteet voidaan määrittää luvussa 6 kuvatulla menetelmällä. Mikäli järjestelmien hyötysuhdetta mitoitustilanteessa ei tunneta, voidaan hyötysuhteena käyttää arvoa 0,9. Suoraan sisäilmaa tai tuloilmaa lämmittävän sähkölämmityksen hyötysuhteena voidaan kuitenkin yleensä käyttää arvoa 1,0. 9.1.3 Huonelämmityksen tehon tarve tila lasketaan kaavalla (9.2) tila joht vuotoilma tuloilma korvausilma jossa tila joht vuotoilma tuloilma korvausilma (9.2) tilojen lämmitystehon tarve, W johtumislämpöhäviöt rakennusvaipan läpi, W vuotoilman lämpöhäviö, W teho tuloilman lämmittämiseen tilassa, W teho korvausilman lämmittämiseen tilassa, W 9.2 Rakennusvaipan johtumislämpöhäviö 9.2.1 Rakennusvaipan johtumislämpöhäviö on ulkoseinien, ikkunoiden, ulko-ovien, yläpohjan, alapohjan ja kylmäsiltojen johtumislämpöhäviöiden summa. Johtumislämmitysteho joht lasketaan kaavalla (9.3) joht ulkoseinä yläpohja alapohja ikkuna ovi kylmäsillat (9.3) Rakennusosien lämpöhäviöt lasketaan jokaiselle rakennusosalle kaavalla (9.4). U i Ai Ts Tu ,mit (9.4) Rakennusosien välisten liitosten aiheuttamien kylmäsiltojen lämpöhäviöt lasketaan kaavalla (9.5). 56 kylmäsillat (k lk k j ) Ts Tu (9.5) j joissa Ui Ai Ts Tu, mit lk Ψk χj rakennusosan johtumislämpöhäviö, W rakennusosan lämmönläpäisykerroin, W/(m²K) rakennusosan pinta-ala, m² sisäilman lämpötila, ºC mitoittava ulkoilman lämpötila, ºC rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan pituus, m rakennusosien välisten liitosten aiheuttaman lineaarisen kylmäsillan lisäkonduktanssi, W/(m K) rakennusosien välisten liitosten aiheuttama lisäkonduktanssi, W/K Mitoitustilanteen ulkolämpötila säätietotaulukosta. valitaan rakennuksen sijaintipaikan mukaan liitteen 1 9.2.2 Huonekohtaisen lämmitystehon laskennassa viereisiin tiloihin joutuva lämpöteho lisätään tarvittaessa johtumislämmitystehoon. Viereisiin tiloihin johtuva lämpöteho lasketaan kaavalla (9.3) käyttämällä ominaislämpöhäviön laskennassa tilojen välisten rakennusosien lämmönläpäisykertoimia ja lämpötilaerona tilojen sisälämpötilojen eroa. 9.2.3 Johtumisteho alapohjan läpi voidaan laskea kaavan (9.3) avulla, jos lämmönjohtuminen alapohjasta tapahtuu pääasiassa ulkoilmaan. Jos ilman lämpötila alapohjan alla on jatkuvasti sama kuin ulkoilman lämpötila, käytetään mitoituksessa tällöin tätä varsinaista ulkoilman lämpötilaa. 9.2.4 Jos alapohjan alla oleva ryömintätila on osittain suljettu siten, että tuuletusaukkoja on enintään 8 promillea alapohjan pinta-alasta, mitoittavana lämpötilana käytetään vuotuisen keskilämpötilan arvoja vähennettynä 2 °C:lla. 9.2.5 Maahan johtuva teho voidaan laskea kaavan (9.3) avulla. Tällöin käytetään lämmönläpäisykertoimena rakentamismääräyskokoelman osan C4 mukaisesti laskettuja rakenteiden ja maaperän yhteenlaskettuja arvoja. Mitoittavana ulkolämpötilana käytetään vuotuisen keskilämpötilan arvoja lisättynä 2 °C:lla. Pinta-alana käytetään välittömästi maan kanssa kosketuksissa olevaa alapohjan pinta-alaa. 9.3 Vuotoilman lämmityksen tarvitsema teho 9.3.1 Vuotoilman lämmityksen tarvitsema teho vuotoilma lasketaan kaavalla (9.6). vuotoilma i cpiq v, vuotoilmaTs Tu ,mit jossa vuotoilma i cpi qv, vuotoilma Ts (9.6) vuotoilman lämmityksen tarvitsema teho, W ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) vuotoilmavirta, m³/s sisäilman lämpötila, ºC 57 Tu, mit mitoittava ulkoilman lämpötila, ºC 9.3.2 Jos on perusteltua syytä olettaa rakennus poikkeuksellisen tiiviiksi tai epätiiviiksi, on vuotoilmavirta tällöin arvioitava erikseen. Maanalaisissa kellaritiloissa ja rakennuksen keskellä olevissa tiloissa ei ilmavuotoja yleensä tarvitse ottaa huomioon. 9.4 Tilassa tapahtuvan tuloilman lämmityksen tarvitsema teho 9.4.1 Tilassa tapahtuvan tuloilman lämmityksen tarvitsema teho tuloilma lasketaan kaavalla (9.7). tuloilma i c piq v, tuloilmaTs Tsp jossa tuloilma i cpi qv, vuotoilma Ts Tsp (9.7) tilassa tapahtuvan tuloilman lämmityksen tarvitsema teho, W ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) vuotoilmavirta, m³/s sisäilman lämpötila, ºC tuloilman sisäänpuhalluslämpötila, ºC 9.5 Korvausilman lämmityksen tarvitsema teho 9.5.1 Korvausilman lämmityksen tarvitsema teho korvausilma lasketaan kaavalla (9.8). korvausilma i cpiq v, korvausilma Ts Tu ,mit (9.8) jossa korvausilma i cpi qv, vuotoilma Ts Tu, mit korvausilman lämpenemisen tarvitsema teho, W ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) vuotoilmavirta, m³/s sisäilman lämpötila, ºC mitoittava ulkoilman lämpötila, ºC 9.5.2 Korvausilmamäärä lasketaan kaavalla (9.9) qkorvausilma q v,poisto q v,tulo (9.9) 9.6 Ilmanvaihtokoneen lämmityspatterin teho 9.6.1 Tehontarpeen laskennassa käytetään suunnitelmien mukaisia ilmavirtoja, vähintään rakentamismääräyskokoelman osan D2 mukaan määritettyjä ilmavirtoja. Lämmityslaitteistojen tehoa ei tarvitse mitoittaa ilmanvaihdon lyhytaikaisten tehostustilanteiden, esim. pientaloissa liesituulettimen 58 maksimipoistoilmavirran mukaisesti. Poistoilmasta lämmöntalteenottolaitteilla tuloilman lämmityksessä hyödynnettävä teho lasketaan ottamalla huomioon lämmöntalteenottolaitteiden hyötysuhde mitoituslämpötilassa mukaan lukien lämmöntalteenottolaitteen jäätymissuojauksen toiminta, ilmavirtojen mahdolliset muutokset sekä hyödyksi saatava tuloilmapuhaltimien sähköteho. Poistoilmalämpöpumpun vaikutus ilmanvaihdon lämmitystehontarpeeseen ottamalla huomioon mihin talteenotettu lämpö käytetään. lasketaan erikseen 9.6.2 Koko rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmän tarvitsema lämmitysteho lasketaan ilmanvaihtokoneittain kaavalla (9.10). iv i cpiq v,tulo Tsp Tlto,mit (9.10) joissa iv i cpi qv, tulo Tsp Tlto, mit ilmavaihto lämmityspatterin teho, W ilman tiheys, 1,2 kg/m³ ilman ominaislämpökapasiteetti, 1000 Ws/(kgK) tuloilmavirta, m³/s sisäänpuhalluslämpötila, ºC lämmön talteenotto laitteen jälkeinen lämpötila mitoitustilanteessa, ºC Lämmöntalteenoton jälkeinen tuloilmalämpötila lasketaan kaavalla (9.11) Tlto,mit Tu ,mit t ,mit Ts Tu ,mit jossa Tu, mit ηt, mit Ts (9.11) mitoittava ulkoilman lämpötila, ºC. lämmöntalteenoton tuloilman lämpötilasuhde mitoitustilanteessa sisälämpötila, ºC 9.6.3 Lämmitystehon laskennassa otetaan huomioon poistoilman lämpötilasuhteen heikentäminen esimerkiksi ohittamalla lämmöntalteenotto, jotta lämmönsiirrin ei jäätyisi. Jäteilman lämpötilana mitoitustilanteessa käytetään ensisijaisesti valmistajan ilmoittamaa varmennettua arvoa. Mikäli valmistajan ilmoittamaa arvoa ei ole käytettävissä, voidaan tehontarpeen laskennassa jäätymiseneston rajoituslämpötilana käyttää kuivissa toimistotiloissa jäteilman lämpötilaa 0 °C ja tavanomaisissa asuintiloissa +5 °C, jos valmistaja, jäätymissuojaus ja käyttöolosuhteet sen sallivat. Jos lämmöntalteenotto kykenee nostamaan tuloilman lämpötilan korkeammaksi kuin tuloilman lämpötilan asetusarvo, kaavalla (9.10) laskettu arvo on negatiivinen. Tällöin tuloilman jälkilämmityspatterin tehontarpeena käytetään arvoa 0 W. Selostus Lämmön talteenottolaitteen jäätymissuojauksesta johtuva mahdollinen lämpötilasuhteen pieneneminen lasketaan ympäristöministeriön monisteen 122 mukaan. 59 9.7 Käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho 9.7.1 Käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho lasketaan Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D1 mukaisesti määritetyllä rakennuskohtaisella lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaamalla. Tehoon lisätään tarvittaessa lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviöteho. Yleensä kiertojohdon lämpöhäviöteho on pieni verrattuna käyttöveden lämmitystehon tarpeeseen. Käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho lasketaan kaavalla (9.12). lkv v cpvqv, lkv Tlkv Tkv lkv, kiertohäviö jossa lkv v cpv qv, lkv Tlkv Tkv lkv, kiertohäviö (9.12) käyttöveden lämmityksen tarvitsema teho, kW veden tiheys, 1000 kg/m³ veden ominaislämpökapasiteetti, 4,2 kJ/kgK lämpimän käyttöveden mitoitusvirtaama, m³/s lämpimän käyttöveden lämpötila, °C kylmän käyttöveden lämpötila, °C lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsema teho, kW Ellei perustelluista syistä ole tarvetta käyttää muita arvoja, käytetään lämpimän ja kylmän veden lämpötilaerona (Tlkv - Tkv) arvoa 50 °C. 9.7.2 Jos käyttövesi lämmitetään varaajassa, on varaajan latausteho yleensä pienempi kuin käyttöveden lämmitysteho mitoitusvirtaamalla. Varaajan latausteho ja varauskyky mitoitetaan yleensä vastaamaan vuorokauden kulutusta. Varaajan lämpöhäviöt tulee ottaa lataustehoa mitoitettaessa huomioon. Käyttöveden lämmityksen tarvitsemaan tehoon lasketaan tarvittaessa mukaan lämpimän käyttöveden kiertojohdon lämpöhäviöiden aiheuttama lämmitystehon tarve kaavalla (9.13) tai kaavalla (9.14). lkv, kiertohäviö lkv,kiertohäviö, omin A (9.13) lkv, kiertohäviö vcpvqv, lkv, kierto Tlkv Tlkv, kierto, paluu (9.14) jossa lkv, kiertohäviö lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsema teho, kW lkv, kiertohäviö, omin lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsema ominaisteho, kW/m² A rakennuksen lämmitetty nettoala, m² qv, lkv, kierto lämpimän käyttöveden kiertojohdon mitoitusvesivirta, m³/s Tlkv lämpimän käyttöveden lämpötila, °C Tlkv, kierto, paluu lämpimän käyttöveden kiertojohdon paluuveden lämpötila, °C Ellei perustelluista syistä ole tarvetta käyttää muita arvoja, käytetään lämpimän ja lämpimän veden kiertojohdon paluuveden lämpötilaerona (Tlkv - Tlkv, kierto, paluu) arvoa 5 °C. Ellei selvityksin toisin osoiteta, käytetään asuinrakennuksissa ja vastaavissa lämpimän käyttöveden kiertojohdon tarvitsemana ominaistehona arvoa 0,002 kW/m², jos kiertojohtoon ei ole kytketty kuivauspattereita. Jos kiertojohtoon on kytketty kuivauspattereita, ominaistehona käytetään arvoa 0,004 kW/m². Muissa rakennustyypeissä ominaisteho on puolet asuinrakennusten arvoista. 60 10 AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN SÄHKÖNTUOTTO Tässä luvussa lasketaan aurinkosähkökennojen (PV-kennojen) tuottama sähköenergia Laskelmien lähtötietoina tarvitaan vähintään kennojen pinta-ala, suuntaus ja kallistus, kennojen huipputehokerroin, tieto asennustavasta säteily vaakapinnalle 10.1 Aurinkosähköjärjestelmän sähköntuotto Rakennukseen liitetyn aurinkosähköjärjestelmän tuottama sähköenergia E s,pv,out [kWh/vuosi] lasketaan voidaan laskea tällä menetelmä, joka noudattaa standardin SFS EN 15316-4-6:2007 menettelytapaa, mihin on liitetty kansalliset kertoimet ja taulukkoarvot. Menetelmä koskee ainoastaan rakennukseen integroidun aurinkosähköjärjestelmän energiantuoton laskentaan ja menetelmä ei käsittele sähkön siirtoa, jakelua ja varastointia. Aurinkosähkökennojen tuottama sähköenergia lasketaan kaavalla (10.1) Es , pv,out jossa Esol on Pmax Fkäyttö Iref Esol Pmax Fkäyttö (10.1) I ref vuosittainen säteilyenergia, joka kohdistuu aurinkosähkökennoihin [kWh/m2,a] aurinkosähkökennojen tuottama maksimi sähköteho, jonka kennosto tuottaa referenssisäteilytilanteessa (Iref=1 kW/m2, referenssilämpötilassa 25 oC) [kW] käyttötilanteen toimivuuskerroin [-] referenssisäteilytilanne [1 kWh/m2] Kennostoon kohdistuva aurigonsäteilyn energia vuoden aikana lasketaan kaavalla (10.2) Esol Esol,hor Fasento jossa Esol,hor on Fasento (10.2) rakennuksen sijaintipaikasta riippuva vaakatasolle osuvan auringonsäteilyn kokonaisenergian määrä vuodessa [kWh/m2,a]. Taulukosta 101. aurinkosähkökennon ilmansuunnan ja kallistuskulman mukainen korjauskerroin [-]. Taulukosta 102. Aurinkosähkökennojen tuottama maksimi sähköteho P max on laitteen testattu teho standardiolosuhteissa. Menetelmä on kuvattu standardissa EN61829. Mikäli testattua tulosta ei ole käytettävissä, lasketaan P max kaavasta (10.3). Pmax K max A jossa Kmax on A (10.3) huipputehokerroin, joka riippuu aurinkosähkökennon tyypistä. [kW/m2] Taulukosta 10.3. aurinkosähkökennon pinta-ala (ilman kehystä) Käyttötilanteen toimivuuskerroin Fkäyttö ottaa huomioon aurinkokennon ympäristön tekijöitä kuten sähköenergian 61 inversion tasavirrasta vaihtovirtaan, kennon toimintalämpötilan vaikutuksen ja asennusympäristön vaikutuksen. Menetelmä ei huomioi ympäristön ja rakennusten aiheuttamia varjostuksia aurinkokennoille ja jos niitä esiintyy, ne huomioidaan korjaamalla kerrointa Fkäyttö varjostuksen suhteellisella määrällä koko kennoston pinta-alasta (1Avarjostus/Akokonaisala). Aurinkokennojen mahdollisen tarvitseman apuenergian kulutusta ei lasketa erikseen, ja aurinkokennojen tuottamassa energiassa on mukana ainoastaan nettoenergia. Aurinkokennojen mahdollisesti tuottamaa lämpöä tai niistä talteen otettavaa lämpöä ei oteta huomioon rakennuksen energiataselaskennassa. Aurinkosähkökennon ilmansuunnan ja kallistuskulman mukainen korjauskerroin Fasento lasketaan aavalla (10.4) FAsento = F1 F2 jossa (10.4) F1 on ilmansuunnan mukainen kerroin F2 on kallistuksen mukainen kerroin Taulukko 10.1 F1 on ilmansuunnan mukainen kerroin (-). Suuntaus etelä/kaakko/lounas itä/länsi pohjoinen/koillinen/luode F1 1 0,8 0,6 Taulukko 10.2 F2 on kallistuksen mukainen kerroin (-) KallistusKerroin Kulma <30o 1 30o…70o 1,2 >70o 1 Taulukko 10.3. Huipputehokerroin Kmax, joka riippuu aurinkosähkökennon tyypistä (kW/m2 Aurinkosähkökennon tyyppi Huipputehokerroin Kmax kW/m2 0,12…0,18 0,10…0,16 0,04…0,08 0,035 0,105 0,095 piipohjaiset yksikiteiset kennot * piipohjaiset monikiteiset kennot * ohutkalvo kiteetön pii kennot muut ohutkalvotekniikalla toteutetut kennot Ohutkalvotekniikalla toteutettu CuInGaSe2 kenno Ohutkalvotekniikala toteutettu CdTe kenno * pakkaustiheys >80 % Taulukko 10.4. Käyttötilanteen toimivuuskerroin Fkäyttö[-] Aurinkokennon asennustapa Tuulettamaton moduli Hieman tuuletettu moduli Voimakkaasti tuulettuva tai koneellisesti tuuletettu moduli 62 Käyttötilanteen toimivuuskerroin Fkäyttö[-] 0,70 0,75 0,80 LIITE 1 Energiankulutuksen laskennassa käytettäviä säätietoja Energiankulutus voidaan laskea tässä liitteessä esitetyillä säätiedoilla. Suomi on jaettu neljään säävyöhykkeeseen. Säävyöhykkeet esitetään kuvassa L1.1. Vyöhykkeiden III ja IV välistä rajaa on tarkennettu edellisestä aluejaosta vastaamaan paremmin Suomen vuosikeskilämpötilan keskimääräistä jakaumaa. Vyöhykkeiden kuukausittaiset ulkoilman keskilämpötilat ja auringon säteilyenergiat (taulukot L1.2 – L1.4) pohjautuvat Helsinki-Vantaan lentoaseman (säävyöhykkeet I ja II), Jyväskylän lentoaseman (säävyöhyke III) ja Sodankylän ilmatieteellisen tutkimuskeskuksen (säävyöhyke IV) säähavaintoasemien mittauksiin testivuodelta. Mitoittavat ja keskimääräiset ulkoilman lämpötilat (taulukko L1.1) esitetään erikseen säävyöhykkeille I ja II. Säävyöhykkeen II tiedot pohjautuvat Jokioisten observatorion säähavaintoihin. Normituslämmitystarvelukua (S17) käytetään apuna, jos halutaan verrata testivuoden lämmitystarvetta muiden vuosien tai paikkakuntien lämmitystarpeeseen. Pohjoinen (P) Luode (Lu) Koillinen (Ko) Länsi (L) Itä (I) Lounas (Lo) Kaakko (Ka) Etelä (E) Kuva L1.1. Säävyöhykkeet. Taulukko L1.1. Säävyöhyke I II III IV Mitoittavat ja keskimääräiset ulkoilman lämpötilat eri säävyöhykkeillä. Mitoittava ulkoilman Vuoden keskimääräinen lämpötila, °C ulkoilman lämpötila, °C -26 5,4 -29 4,7 -32 3,3 -38 -0,3 63 Taulukko L1.2. Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Säätiedot kuukausittain säävyöhykkeellä I ja II. Helsinki-Vantaa. Auringon Normitukseen Ulkoilman kokonaissäteilyenergia käytettävä keskilämpötila, vaakatasolle, lämmitystarveluku, Tu , °C Gsäteily, vaakapinta , kWh/m² S17, Kd -3,97 650 6,2 -4,50 602 22,4 -2,58 607 64,3 4,50 354 119,9 10,76 117 165,5 14,23 9 168,6 17,30 0 180,9 16,05 31 126,7 10,53 161 82,0 6,20 331 26,2 0,50 495 8,1 -2,19 595 4,4 5,57 3952 975 Auringon kokonaissäteilyenergia pystypinnoille eri ilmansuuntiin, Gsäteily, pystypinta , kWh/m² P Ko I Ka E Lo L Lu 6,2 17,3 40,3 43,9 57,8 70,6 66,3 50,0 32,9 17,9 7,2 4,2 414,6 4,7 13,8 38,1 56,3 82,1 87,9 91,1 66,4 37,5 15,6 5,5 3,2 502,2 3,8 15,6 48,5 79,9 112,8 109,6 118,8 91,8 56,5 17,5 5,1 2,6 662,5 9,5 31,0 75,1 101,1 123,3 109,9 123,1 106,0 83,9 28,3 12,3 8,4 811,9 12,9 41,4 89,5 107,3 116,0 101,6 115,5 100,4 100,5 37,0 16,8 11,8 850,7 9,5 30,9 69,4 101,6 117,5 110,9 128,6 92,8 87,3 30,0 12,3 8,8 799,6 3,8 15,6 43,7 80,6 104,5 111,2 122,7 78,8 59,3 18,8 5,1 2,9 647,0 Muunnoskerroin Fsuunta, jolla vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia muunnetaan pystypinnalle tulevaksi kokonaissäteilyenergiaksi eri ilmansuunnissa P Ko I Ka E Lo L 0,995 0,774 0,627 0,366 0,349 0,419 0,367 0,395 0,401 0,683 0,888 0,920 0,425 0,757 0,618 0,592 0,470 0,496 0,521 0,503 0,524 0,457 0,595 0,683 0,697 0,515 0,609 0,700 0,754 0,666 0,681 0,650 0,657 0,725 0,689 0,670 0,632 0,571 0,679 1,531 1,387 1,169 0,843 0,745 0,652 0,681 0,837 1,023 1,081 1,519 1,850 0,833 64 2,080 1,854 1,392 0,895 0,701 0,602 0,639 0,793 1,225 1,412 2,068 2,615 0,872 1,519 1,381 1,079 0,847 0,710 0,658 0,711 0,732 1,064 1,144 1,519 1,942 0,820 0,605 0,700 0,679 0,672 0,632 0,659 0,679 0,622 0,723 0,718 0,633 0,637 0,663 4,7 14,0 36,9 56,8 76,3 89,1 91,2 61,1 38,1 15,7 5,6 3,2 492,7 Lu 0,759 0,624 0,574 0,474 0,461 0,528 0,504 0,482 0,465 0,598 0,686 0,697 0,505 Taulukko L1.3. Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Säätiedot kuukausittain säävyöhykkeellä III. Jyväskylä. Auringon Normitukseen Ulkoilman kokonaissäteilyenergia käytettävä keskilämpötila, vaakatasolle, lämmitystarveluku, Tu , °C Gsäteily, vaakapinta , kWh/m² S17, Kd -8,00 775 5,4 -7,10 675 20,1 -3,53 637 51,9 2,42 437 102,9 8,84 210 171,4 13,39 60 159,1 15,76 22 158,2 13,76 78 113,9 9,18 218 71,1 4,07 401 25,3 -1,76 563 7,3 -5,78 706 3,2 3,44 4782 890 Auringon kokonaissäteilyenergia pystypinnoille eri ilmansuuntiin, Gsäteily, pystypinta , kWh/m² P Ko I Ka E Lo L Lu 6,0 16,4 38,7 46,1 68,9 72,7 65,1 48,0 30,6 15,3 6,9 3,3 418,0 4,5 12,8 35,2 54,5 91,3 87,1 81,4 57,0 34,2 13,6 5,3 2,5 479,4 3,1 15,6 37,9 73,5 122,6 105,4 106,2 74,5 51,8 18,5 4,9 1,6 615,6 6,5 34,4 55,1 93,6 132,4 108,0 115,0 91,7 77,7 33,1 10,7 3,3 761,5 9,0 46,3 69,8 99,1 123,4 103,3 109,4 98,3 91,6 42,5 14,6 4,4 811,7 6,8 33,5 60,2 89,5 124,5 107,5 111,6 94,5 76,1 32,1 10,7 3,2 750,2 3,3 15,1 42,1 70,0 115,0 103,6 104,5 77,3 50,1 17,6 4,9 1,6 605,1 Muunnoskerroin Fsuunta, jolla vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia muunnetaan pystypinnalle tulevaksi kokonaissäteilyenergiaksi eri ilmansuunnissa P Ko I Ka E Lo L 1,094 0,817 0,747 0,448 0,402 0,457 0,412 0,422 0,430 0,604 0,937 1,015 0,470 0,833 0,636 0,678 0,530 0,533 0,547 0,514 0,500 0,481 0,535 0,717 0,762 0,539 0,568 0,778 0,730 0,715 0,715 0,662 0,671 0,654 0,729 0,729 0,665 0,503 0,692 1,189 1,712 1,063 0,910 0,773 0,679 0,727 0,805 1,093 1,305 1,459 1,006 0,856 65 1,651 2,306 1,346 0,963 0,720 0,649 0,692 0,863 1,288 1,675 1,984 1,352 0,912 1,256 1,670 1,160 0,870 0,726 0,675 0,705 0,830 1,071 1,268 1,458 0,997 0,843 0,610 0,750 0,811 0,681 0,671 0,651 0,661 0,679 0,705 0,695 0,665 0,500 0,680 4,5 12,8 36,1 53,6 88,5 85,0 82,6 58,1 33,4 13,3 5,3 2,5 475,7 Lu 0,824 0,639 0,696 0,521 0,517 0,534 0,522 0,510 0,470 0,523 0,719 0,765 0,535 Taulukko L1.4. Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Kuukausi Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu Koko vuosi Säätiedot kuukausittain säävyöhykkeellä IV. Sodankylä. Auringon Normitukseen Ulkoilman kokonaissäteilyenergia käytettävä keskilämpötila, vaakatasolle, lämmitystarveluku, Tu , °C Gsäteily, vaakapinta , kWh/m² S17, Kd -13,06 932 1,4 -12,62 830 13,6 -6,88 740 48,0 -1,56 557 121,0 5,40 337 128,1 13,03 115 154,2 14,36 30 146,4 12,06 138 94,5 6,6 308 63,7 0,15 522 16,6 -6,78 714 3,0 -10,08 839 0,2 0,05 6063 791 Auringon kokonaissäteilyenergia pystypinnoille eri ilmansuuntiin, Gsäteily, pystypinta , kWh/m² P Ko I Ka E Lo L Lu 1,4 13,2 38,0 59,0 63,8 78,7 69,7 44,1 25,5 12,8 3,1 0,2 409,5 1,1 10,2 33,2 70,8 79,8 90,5 84,0 50,7 31,0 10,2 2,4 0,2 464,1 0,7 9,4 36,4 100,8 97,6 106,7 104,0 62,8 51,8 11,8 1,8 0,1 583,9 1,1 19,8 57,9 134,9 99,5 106,3 111,2 77,0 80,2 23,8 4,0 0,2 715,9 1,4 27,6 74,6 146,7 91,4 101,2 107,9 84,9 92,7 31,2 5,5 0,2 765,3 1,1 21,0 60,6 127,8 91,1 105,9 104,2 83,4 74,5 22,8 4,2 0,2 696,8 0,7 10,2 38,6 93,7 85,9 106,0 94,4 68,4 46,1 11,2 1,9 0,1 557,2 Muunnoskerroin Fsuunta, jolla vaakatasolle tuleva auringon kokonaissäteilyenergia muunnetaan pystypinnalle tulevaksi kokonaissäteilyenergiaksi eri ilmansuunnissa P Ko I Ka E Lo L 1,000 0,966 0,792 0,488 0,498 0,511 0,476 0,467 0,400 0,774 1,026 0,955 0,518 0,750 0,749 0,691 0,585 0,623 0,587 0,574 0,536 0,487 0,618 0,780 0,727 0,587 0,479 0,686 0,759 0,833 0,762 0,692 0,710 0,665 0,813 0,710 0,576 0,455 0,738 0,764 1,451 1,205 1,115 0,777 0,689 0,759 0,814 1,259 1,435 1,299 0,727 0,905 66 1,014 2,025 1,554 1,213 0,714 0,657 0,737 0,898 1,454 1,883 1,819 0,955 0,968 0,764 1,540 1,262 1,056 0,711 0,687 0,712 0,883 1,169 1,375 1,375 0,727 0,881 0,479 0,745 0,804 0,774 0,671 0,687 0,644 0,724 0,724 0,673 0,625 0,455 0,704 1,1 10,1 33,5 67,9 71,7 89,9 77,4 52,1 28,7 10,4 2,4 0,2 445,4 Lu 0,750 0,744 0,698 0,561 0,560 0,583 0,528 0,551 0,451 0,625 0,776 0,727 0,563 Opastavia tietoja SUOMEN RAKENTAMISMÄÄRÄYSKOKOELMA Tilanne xx.xx.20xx tämän asetuksen antopäivän xx.xx.20xx tiedoin (ajantasainen sisällysluettelo www.ymparisto.fi) A A1 A2 A4 A5 YLEINEN OSA Rakentamisen valvonta ja tekninen tarkastus Rakennuksen suunnittelijat ja suunnitelmat Rakennuksen käyttö- ja huolto-ohje Kaavamerkinnät Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet Määräykset 2006 2002 2000 2000 B B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 RAKENTEIDEN LUJUUS Rakenteiden varmuus ja kuormitukset Kantavat rakenteet Pohjarakenteet Betonirakenteet Kevytbetoniharkkorakenteet Teräsohutlevyrakenteet Teräsrakenteet Tiilirakenteet Betoniharkkorakenteet Puurakenteet Määräykset Määräykset Määräykset ja ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet 1998 1990 2004 2005 2007 1989 1996 2007 1993 2001 C C1 C2 C4 ERISTYKSET Ääneneristys ja meluntorjunta rakennuksessa Kosteus Lämmöneristys Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet Ohjeet 1998 1998 2012 D D1 D2 D3 D4 D5 D5 D7 LVI JA ENERGIATEHOKKUUS Kiinteistöjen vesi- ja viemärilaitteistot Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto Rakennusten energiatehokkuus LVI-piirrosmerkit Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta Kattiloiden hyötysuhdevaatimukset Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Määräykset 2007 2012 2012 1978 2007 2012 1997 E E1 E2 E3 E4 E7 E8 E9 RAKENTEELLINEN PALOTURVALLISUUS Rakennusten paloturvallisuus Tuotanto- ja varastorakennusten paloturvallisuus Pienet savuhormit Autosuojien paloturvallisuus Ilmanvaihtolaitosten paloturvallisuus Muuratut tulisijat Kattilahuoneiden ja polttoainevarastojen paloturvallisuus Määräykset ja ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet Ohjeet 2002 2005 2007 2005 2004 1985 2005 F F1 F2 YLEINEN RAKENNUSSUUNNITTELU Esteetön rakennus Rakennuksen käyttöturvallisuus Määräykset ja ohjeet Määräykset ja ohjeet 2005 2001 Määräykset ja ohjeet 2005 G ASUNTORAKENTAMINEN G1 Asuntosuunnittelu 67