KESKUSTELU

Osaisiko joku toimia myytinmurtajana ja joko vahvistaa tai kumota varsinkin kivitaloja koskevissa keskusteluissa ja myyntipuheissa usein toistuvan väittämän, että seinärakenteen massiivisuus (paino) tekisi talosta energiatehokkaamman kuin mitä seinärakenteen U-arvo (lämmönläpäisy) pelkästään näyttäisi?

Väittämä:

Oletetaan että on kaksi muuten samanlaista taloa, mutta toisessa on seinä tehty valubetonista joka painaa 10 yksikköä per kuutio, ja toisessa on käytetty kevytbetonia joka painaa 4 yksikköä per kuutio. Molempien seinien lämmönläpäisykerroin on sama U=0,2. Väittämän mukaan valubetoniseinä on selvästi energiatehokkaampi johtuen rakenteeen painosta joka "tasaa lämpötilanvaihteluja".

Tätä samaa asiaa on kysytty, aina niin mainiolla suomi24:n kivitalo-palstalla, mutta kyseisen palstan perinteet tuntien katsoin aiheelliseksi cross-postata tämän myös tänne. Siinä toivossa että saattaisi tulla jopa asiapitoisia vastauksia...

Oma käsitykseni on, että painosta (= lämmön varauskyky) ei olisi merkittävää hyötyä koska, vaikka painava seinä toimii "varaajana" niin se varaaja täytyy kuitenkin täyttää jostain. Ja silloin kokonaisenergiankulutuksen ratkaisee seinän (ja toki muidenkin rakenteiden) lämmönläpäisy. Varauskyvystä voi olla marginaalista hyötyä silloin jos tulee lyhytaikainen kylmäpiikki. Esimerkiksi jos päivälämmöt olisivat +18 mutta yöllä lämpö tippuisi hetkeksi pakkaselle. Tällöin varauskyvystä voisi olla hyötyä siinä, että lämmitysjärjestelmä voisi toimia tasaisemmin optimiteholla eikä sen tarvitsisi yön ajaksi "nostaa kierroksia". Tälläinen hyöty kuitenkin olisi aika marginaalinen. Ja se "varaaja" pitäisi päivän aikana taas "täyttää".

Massa varaa lämpöä, josta johtuen se tasaa ympäristön ja sisätilan lämpöeroja. Kuumissa maissa joissa on kylmät yöt, käytetään massiivisia eristämättömiä seinä lämmittämään öitä ja viilentämään päiviä. Jos tällä säästetään energiankäyttöä, se silloin on eduksi.

No lämpimissä maissa massiivinen rakenne varaa lämpöä kesällä, vapauttaa sitä talvella ja kesällä taas viilentää talven kylmyydellä.

Suomessa kun on aina kylmä niin ei kesällä tarvi viilentää niin menee se etu siinä.

Jos pörssistä ottais sähkön niin että pitäis reagoida kulutushuippuihin niin johan varauskapasiteetti auttais. Jos puilla lämmittää niin varaavampi on kivempi ettei tarvi joka päivä poltella tikkuja pesässä, onhan niitä varaavia takkojakin nimenomaan sitä varten.

Tuo väite on ilmeisesti lähtöisin TTY:n Future Envelope Assemblies and HVAC Solutions FRAME (2009-2012) tutkimuksesta, jossa simuloitiin erilaisia talorakenteita ja käsittääkseni näin todettiin.

Tällaisessa simuloinnissa simulaatiojakso on tyypillisesti vuosi, jonka outputtina sitten saadaan esimerkiksi vuoden energiankulutus. Minusta on selvää, että tällainen tulos saadaan. Massiivinen runkohan on toivottavasti eristeiden sisällä eikä vaihtele lämpöään suoraan ulkoilman mukaan. Toisin sanoen massiivirunko ei vaadi lisälämmitystä. Joissakin olosuhteissa se kuitenkin saa varattua ulkopuolelta jonkin verran energiaa joka on kaikki kotiin päin.

Massiivinen seinärakenne lämmittää jossain määrin seinä läpi kulkeutuvia kaasuja, ts lämpövirta ja virtaus seinässä ovat eri suuntiin. Tämä tuo hyötyjä energiatehokkuudessa silloinkin, kun näennäinen lämmöneristävyys olisi molemmilla sama.
Seinän eristävyys pitäisikin mitata asumisolosuhteita vastaavissa tuuli-, kosteus ja alipaineolosuhteissa, niin saataisiin todellinen eristyskyky selville.
Erot ovat melko pieniä, joskin helposti havaittavia esim massiivihirren ja vastaavan teoreettisen eristävyyden omaavan lautaseinän välillä.

U-arvo määrittää lämmitystarpeen.

Tosin varaava massa voi säästää energiaa sillä että yöaikaan tarvitaan vähemmän energiaa jos päiväsaikaan on varautunut lämpöä rakenteisiin. Vastaavasti päivällä joutuu tuulettamaan / jäähdyttämään vähemmän.

On siis kyse vuorokausivaihteluista. Ei vuositasolla.

Ääriesimerkkinä voisi miettiä miten eroaa jos seinä tehdään Styroxista verrattuna siihen että se tehdään niin paksusta hopeasta että saadaan sama eristyvyys. Ja ulkopintaan maali niin että katsomalla ei näe kumpi on kumpi.

Yhtä paljon energiaa molemmat pinnat luovuttaisivat ympäristöön. Noin keskimäärin siis. Varsinkin jos mitataan syklisesti. Ts. Molemmat stabiilissa tilassa. dT=0. Lämmitetään samalla energiamäärällä ja jatketaan mittausta kunnes dT taas =0 (tai ainakin lim ->0)

Tuossa tilanteessa joo. Se johtuu siitä, ettei seinärakenteen sisässä tapahdu ilman, vesihöyryn tms virtausta. Todellisessa rakenteessa väitän edelleen, että 30 cm umpipuuseinä (lämmönjohtavuus 0.1) on energiatalouden kannalta parempi, kuin 10 cm paisutettu polystyreeni (lämmönjohtavuus 0.033). Jos sisällä olisi ylipaine, voisi tilanne kääntyä päinvastaiseksi.

Nyrkkisääntönä massiivisuus vain tasaa lämpötilanvaihteluita mutta ei pienennä lämmitystarvetta. Eli lisää asuinmukavuutta. Poikkeustilanteissa energiaa toki voi säästyäkin kun ei tarvitse kytkeä ilmastointilaitetta päälle. Säästö on tosin niin minimaalinen ettei se hauku paljon kalliimman rakennusmateriaalin käytön kustannuksia ikinä.

Jos myyjä väittää massiivisen talon säästävän energiaa/rahaa, niin sinua viilataan linssiin.

Eipä uusissa taloissa pahemmin virtaa ilmaa seinien läpi. Sitä varten on olemassa tuuletusventtiilit ja LTOt. Jos puuseinän läpi virtaa kylmää ilmaa, mutta EPS-seinän läpi ei, niin EPS takuulla vaatii vähemmän lämmitysenergiaa. Vai ajattelitko että puuseinä toimii lämmönvaihtimena? Ei se toimi. Koska lämpöä ei oteta talteen ulosmenevästä ilmasta. Tai toimii, mutta huonosti.

Nimenomaan toimii (huonona) lämmönvaihtimena silloin, jos on asumistilanne päällä. Varmaan ilmiön epämääräisyydestä johtuen eristävyyttä ei mitata asumista vastaavissa olosuhteissa niin, että tuuli-, paine- ja kosteusolot ovat täysillä mukana.
Jonkinlainen aihetodiste ilmiöstä on kuitenkin se, että massiivihirrelle sallitaan huomattavasti korkeampi U-arvo rakentamismääräyksissä. En osaa tarkasti sanoa, kuinka suuri osa tuosta erosta on kauppapolitiikkaa tai hirsitalovalmistajien lobbausta, mutta jonkinlainen todellinen ilmiökin siinä on takana.

Lämmönvaihtimen ideahan on vähän siinä että lähtevästä tavarasta otetaan lämpöä tulevaan tavaraan. Hirsiseinä toki toimii lämmönvaihtimena, siinä mielessä että se lämmittää sen läpi virtaavaa ilmaa, mutta lämpö otetaan suoraan sisätiloista. Tämä näkyy siinä että puusisäseinä on kylmempi kuin EPS-seinä. Jos ei tiedä virtauksesta mitään, niin tämä näyttää havainnoitsijalle aivan samanlaiselta kuin että puuseinässä on huonompi U-arvo.

Hirsitalojen poikkeavat U-arvot, ovat kauppapolitiikkaa. Hirsitalot nykyisin vaativat enemmän lämmitystä kuin muut. Ei niitä lämpöhirsiä turhan takia ole kehitelty.

Täytyisi ottaa painovoimaisen ilmanvaihdon ja 1960-l. elementtitalon koneellisen poiston erot. Vanhassa kivitalossa ei usein ole parvekeovea, mikä falskaa aika pahasti 1960-l. talossa.

Alla on eräs yleinen korjausrakentamiskonsulttien esittämä väite. Motiivina saattaa olla vanhan säilyttäminen tai ei tietoa, kuka tietää.

Kuitenkin tutkimusten mukaan 60-luvun elementtitalot
kuluttavat enemmän energiaa kuin 1900-luvun alun täystiilitalot. Tämä johtuu
pitkälti siitä, että täystiilitalot rakennettiin maltillisemmin ja niissä on
huomattavasti vähemmän saumoja, jotka voisivat vuotaa. Lisäksi massiivinen
tiilimuuri varaa lämpöä paremmin kuin betonielementtiseinä. Nykypäivänä
tiilirunkoisia taloja tekee lähes pelkästään omakotitalarakentajat, johtuen lähinnä
työn hitaudesta ja kalleudesta.

Kyllähän pelkkä terminen massa sinänsäkin pienentää energiankulutusta selvästi. Sillä poistuu lämmitystarve kaikilta ajanjaksoilta, joissa kylmä kestää esim alle 2 vrk - Siis lähes kaikki yöt ja lyhyet pakkasjaksot syksyisin ja keväisin.
Asian voisi oikeastaan laskea jos viitsisi tutkailla tilastoja. Niin kauan, kun päivälämpötila kohoaa hetkeksikään lämmitystarverajan yli, on massasta hyötyä.

Niin, seinärakenteen läpi kulkevan ilman suunta on ulkoa sisälle. Johtumissuunta on sisältä ulos. Massiivisen rakenteen liikkeet lämmönvaihtelussa ovat loivempia, ja tämä lienee myyntitykkien puheiden perusta. Hehkutetaan siis osatotuutta, millä ei varsinaiseen eristyskykyyn ole käytännön vaikutusta. Massiivisen betonivalun epäjatkuvuuskohdat(ilmanvuotokohdat) ovat selkeasti vähäisemmät kuin muiden rakenteiden ja toisaalta esim. rungon ulko-osan ja betoninvälisen eristeen sisällä tapahtuva ilman konvektio on em. loivuuden takia vähäisempää.
Massiivisessa hirressä ilmanvuotokohtia, siis liitoksia, on runsaasti ja puuaineen eristyskyky vaatimaton eristeisiin nähden(u-arvovaatimus 0,4=on tasan tarkaan kaupallinen tekijä). Ilman tuota umpipuinen hirsirakentaminen ei olisi enää mahdollista ja tähänkin tarvitaan koko vaipan kompensaatiota.

Voitko selventää, mitä oikein tarkoitit, että puuseinä on kylmempi kuin EPS-seinä. Eikös saman u-arvon seinien pintalämpötila ole sama, kun lämpötilat molemmin puolin ovat samat riippumatta seinän materiaalista. Pintastruktuuri vaikuttaa tietysti konvektioon, mutta siitä tässä ei ollut kyse.