Tuusulan Asuntomessuilla viime kesänä esitelty Villa Mikael on rakennettu myös energiatehokkaaksi. Tavoitteena on sekä selvitä vuodessa kahdeksan kuukautta ilman ostoenergiaa että luoda elinikäisesti terve talo.

Kymmenen vuotta sitten raitiovaunuonnettomuudessa vakavasti vammautunut Mikael Turtiainen on opetellut kaiken, hengittämisestä lähtien, uudestaan. Alkusokin jälkeen MM-tason hiphop-tanssijan ja muusikon kuntoutumisvauhti on yllättänyt jokaisen.

Kuntotumista tukee nyt omatoimisuutta lisäävä uusi, täysin esteettömäksi rakennettu koti, jossa jokainen neliö ja yksityiskohta pyrkii tukemaan asukkaan toiminnallisuutta (Rakennusmaailma 7/2020).

Samalla tinkimättömyydellä ja yksityiskohtien harkinnalla taloa on rakennettu myös energiatehokkaaksi. Hyviä ratkaisuja on etsitty niin talon rakenteiden, energian tuottamisen, lämmönjakelun kuin ilmanvaihdon osalta. Samalla kaikki on linkitetty ekologisuuteen, terveellisyyteen ja mahdollisimman edullisiin käyttökustannuksiin.

Ratkaisevat rakenteet

Villa Mikael on Honka Frame -pilaripalkkitekniikkaan pohjautuva puutalo. Energiatehokkuuteen vaikuttavat niin pohjan, katon kuin seinien rakenteet.

”Esteettömyyden kannalta talossa oli tärkeää lattian ja pihan pinnan saaminen samaan tasoon. Pohjaratkaisu löytyi reunavahvistetusta maanvaraisesta kantavasta laatasta. Suunnittelussa huomioitiin se, ettei laattaan ei pääse ulkopuolelta kosteutta. Talon ilmalattialämmitys varmistaa laatan pysymisen kuivana, ja rakenteen paksu eristekerros tekee laatasta energiaystävällisen”, talon toiminnallisesta toteutuksesta vastannut Mikael Turtiaisen isä, Petri Turtiainen listaa.

Katon rakenne poikkeaa perinteisestä rakentamisesta rakentumalla alhaalta ylöspäin. Näin on saatu hyvä eristys kohtuullisen pieneen tilaan. Runkopalkkien päälle on ladottu valmis sisäkatto, eristekerrokset, yläkoolaukset tuuletusväleineen, katelevy, aluskermi ja peltikate.

Seinän rakenteessa energiatehokkuuteen vaikuttaa muun muassa isojen karmittomien ikkunoiden integrointi pilaripalkkirakenteeseen. Talon puukuitueriste imee ja poistaa kosteutta nopeasti, kymmenen kertaa enemmän kuin tavallinen villa.

Varsinaisten rakenteiden lisäksi energiatehokkuutta tukevat myös talon sijoittuminen tontille ja ikkunoiden paikat: isot ikkunapinnan ovat aurinkoisella, pienet pimeällä puolella taloa.

Energiaa aurinkopaneeleista ja ilmavesilämpöpumpusta

”Suunnitellessamme energian tuottamista kävimme läpi tuulivoiman, aurinkokeräimet, aurinkopaneelit, maalämpöpumput porakaivosta, maasta ja teräspalkeista sekä ilmavesilämpöpumput ja ilmalämpöpumput. Ekologisuuden lisäksi tärkeää oli, että kokonaisuudesta tulee helposti hallittava ja ohjattava”, Petri Turtiainen painottaa.

Järkevimmäksi vaihtoehdoksi valikoitui ilmavesilämpöpumppu yhdistettynä akuilla varustettuihin aurinkopaneeleihin, joita talon katolle tuli lopulta 18.

”Valintaan vaikuttivat välineistön tehokkuus, luotettavuus, ohjattavuus ja tilantarve suhteessa tarvittavaan energiamäärään. Pohdimme myös akkujen kokoa ja toiminnallisuutta. Olennaista oli, että akusto voi syöttää myös kolmivaihevirtaa. Isoimpia tehosyöppöjä varten jouduttaisiin ostamaan energiaa, mikä ei olisi ollut ihan helppoa. Etua on sekin, että akkujen myötä talo toimii normaalisti myös ollessaan irti valtakunnan verkosta.”

Lämmityksen ja käyttöveden energian tuottaa Dimplexin M-sarjan 16 kW:n ilmavesilämpöpumppu (A++ energialuokitus), joka optimoi tarvittavan kiertoveden lämpötilan jopa kymmenessä eri kohteessa automaattisesti.
Taloudellisuuden osalta laskentaperiodiksi otettiin 30 vuotta. Mukana oli oletus järjestelmien osien uusintatarpeesta.

Froniuksen invertteri tuottaa kolmivaihevirtaa. Kuvassa myös BYD:n akusto, jonka edessä on lattia-ilmalämmityksen puhallinyksikkö.

Oikea lämpö oikeaan paikkaan ja aikaan

Lämmönjakelujärjestelmien osalta tärkeää oli hyvä kokonaisohjattavuus: saada oikea lämpötila oikeaan paikkaan oikeaan aikaan.

Luonnonkivilattiaiseen taloon valittiin peruslämmitykseksi kuivaava ilmalattialämmitys. Se saa energiansa ilmavesilämpöpumpun tuottamasta kuumasta vedestä yhdistettynä rakenteisiin upotettuihin Olimpia Splendid Bi2 -puhallinkonvektoreihin, jotka vastaavat säätölämmöstä ja jäähdytyksestä. Lattialämmityksen alla oleva paksu XPS-eristekerros takaa sen, ettei lämpöä mene hukkaan.

Puhallinkonvektorit on sijoitettu siten, että niiden avulla lämpötilaa voi säätää tila- ja tarvekohtaisesti, muun muassa vuodenajan mukaan.

Ilmanvaihtoa painovoimaisella hybridijärjestelmällä

Ilmanvaihtosysteemin valinnassa ratkaisevaa oli myös hengitysilman puhtaus, koska Mikaelin keuhkokapasiteetti on vain puolet normaalista. Villa Mikaelissa päädyttiin automaatiojärjestelmällä ohjattavaan painovoimaiseen hybridijärjestelmään.

”Lämmin huoneilma nousee ylöspäin, ja tavallisesta seinäventtiilistä tuleva kylmä tuloilma laskee lattianrajaan. Tällöin lattian ja katonrajan lämpötilaerot voivat olla useita asteita. Nyt korvausilmaikkunassa oleva laite ­sekoittaa ulkoa tulevaan kylmään ilmaan lämmintä sisäilmaa ja ohjaa sekoitetun ilman katonrajaa kohti. Näin lämpötilaerot tasoittuvat, asumismukavuus paranee ja lämpöenergia saadaan käytettyä tehokkaasti. Laitteen käyttö maksaa vain muutaman euron vuodessa – tai ei sitäkään, kun käytetään aurinkoenergian tuottamaa sähköä”, Petri Turtiainen kuvaa.

Talon harkkorakenteisissa Schiedelin poistoilmahormistoissa on elektronisesti säädettävät poistoilmaventtiilit. Niillä voidaan säätää poistoilman määrä huone- ja tilannekohtaisesti eikä kuluteta turhaa energiaa.

Katolla, poistoilmahormien päällä on Darcon tuulitehostajat, joiden nopeuden voi vakioida elektronisesti. Tuulettomalla säällä moottori kiihdyttää pyörimisnopeutta ja tuulisella jarruttaa nopeutta, ettei poistuvan ilman määrä nousisi liian suureksi.

”Vakionopeutta voi säätää myös eri tilanteisiin. Tarve ilmanvaihtoonhan on erilainen, ellei kotona ole ketään tai jos talossa on kylässä 50 ihmistä”, Turtiainen selittää.

Terveellisyyden kannalta olennaista on, ettei ilmaa kierrätetä useaan kertaan, vaan puhdasta ilmaa otetaan tuloilmajärjestelmän kautta, eikä putkistoissa oleva ilma palaa takaisin taloon.

Turtiaisen mukaan valitun systeemin aiheuttamaa energiahukkaa sekä koneellisten ilmanvaihtojärjestelmien ja niiden lämmön talteenottojärjestelmien käyttämää energiamäärää ei voi yksiselitteistä asettaa paremmuusjärjestykseen.

”Painovoimaisen hybridi-ilmanvaihdon osalta olennaista on se, miten hyvin tarpeellinen ilmanvaihto saadaan säädettyä. Koneellisessa ilmanvaihdossa keskeistä taas on ilmanvaihtojärjestelmän tehonkulutuksen ja lämmön talteenoton tehokkuuden säätö. Kokonaistaloudellisuuteen vaikuttavat molempien järjestelmien erilaiset ylläpito- ja huoltokustannukset.”

Kuva rakennusvaiheesta kertoo, kuinka paljon tekniikkaa talossa on.

Viimeisen päälle mietittyä

Petri Turtiainen muistuttaa vielä, että energiatehokkuutta voidaan lisätä jopa sisustusratkaisuilla. Etelään suuntautuviin ikkunoihin hankituilla Apollo Kaihtimien screen-kaihtimien mietityllä käytöllä saadaan myös taloudellista säästöä.

”Valon määrän säätely kesäisin laskee jäähdytyksen tarvetta merkittävästi. Ikkunan ja kaihtimen väliin jäävän ilmatilan väitetään parhaimmillaan estävän jopa 97 prosenttia auringonvalon tuottamasta lämmöstä. Kustannussäästöä tulee jopa 25 prosenttia. Talvella ja öisin lisäeristeenä toimiva ilmatila vähentää lämmityskustannuksia.”

Energiataloudellisuus optimoidaan ohjaamalla kaihtimia Free@Home-järjestelmän avulla muun muassa sääaseman antamien tietojen pohjalta. Kun talon eri toiminnot saadaan automaation avulla optimoitua eri tilanteisiin eri huoneissa eri aikoina, lisääntyy myös käyttömukavuus.

”Moni ei tule miettineeksi, miten energian kulutukseen voi vaikuttaa myös valaistuksen säätelyllä. Kyse on ihan perusasioista: valon määrä, väri ja lämpö vaikuttaa siihen, miten ihminen tuntee lämpötilan: voimakas valo tuntuu himmeää lämpimämmälle, punainen lämpimämmälle kuin sininen.”

Villa Mikaelissa tässäkin apuna on automaatio, jolla vahvistetaan valaistuksen kautta sopivaa lämmöntunne niin talven viileydessä tai kesän lämmössä.

”Jo yhdellä asteella on merkittävä vaikutus energiankulutukseen.”

Honka Frame -seinän energiatekninen rakenne

Koko seinän U = 0,15 W/m2K
• Ulkoverhouspaneeli UYW 23 x 145 hienosahattu kuusi
• Tuuletuslauta 25 x 100 sahattu kuusi
• Runkolevy 25 mm (Hunton tuulensuojalevy – U = 0,05 W/m2K)
• Pilaripalkkirunko 164 mm
• Puukuitueristelevy 45 mm + 120 mm + 45 mm (Hunton Nativo – U = 0,038 W/m2K )
• Intello höyrynsulkukangas
• Kuitulevy 12 mm + 24 mm (Hunton Silencio – U = 0,05 W/m2K )
• Sisäverhouspaneeli STS 15 x 145 höylätty mänty