Konttitalon energiatehokkuus

Abstract

Työssä tutkitaan tilakonteista muokatun siirtokelpoisen modulaarisen pientalon eli konttitalon laskennallista energiatehokkuutta ja sisäilmasto-olosuhteita eri taloteknisillä ratkaisuilla.

Energiatehokkuutta ja sisäilmasto-olosuhteiden toteutumista tutkittiin työssä dynaamisella simuloinnilla, johon käytettiin IDA Indoor Climate and Energy -ohjelmistoa (IDA ICE). Tarkasteltavat talotekniset järjestelmät määrittyivät rakennuksen suunnitelmista sekä kirjallisuudesta. Laskennassa noudatettiin rakentamismääräyskokoelman osien D3 ja D5 määräyksiä ja ohjeita.

Ratkaisujen taloudellisuutta arvioitiin vertailemalla laskennallista ostoenergian kulutusta, ja vaatimustenmukaisuus selvitettiin laskemalla kokonaisenergiankulutus eli E-luku. Sisäilmasto-olosuhteista tarkasteltiin kesäajan auringon säteilykuormaa ja sen torjumista sekä tukilämmitysärjestelmien eli tulisijan ja ilma-ilmalämpöpumpun vaikutusta oleskelutilojen ilman lämpötilaan lämmityskaudella.

Suorasähköllä lämmitettäessä konttitalon energialuokka on D. Laskennallisesti saadaan luokitus nostettua C-luokkaan,kun lisätään ilmalämpöpumppu ja varaava takka sekä tehostetaan ilmanvaihdon lämmöntalteenottoa. Korvaamalla suorasähkö uusiutuvilla energialähteillä voidaan saavuttaa B-luokka. Ostoenergiantarve vähenee, jos lämmitysjärjestelmään integroidaan ulkoilmalämpöpumppu.

Auringon säteilykuorma on merkittävä tilojen ylilämpenemisriski, kuten myös tulisija lämmityskauden alku- ja loppupuolella. Tutkituista passiivisista suojakeinoista tehokkain oli markiisit. Ilmanvaihdon tehostamisella ei ollut juuri merkitystä huippulämpötilojen alentamisessa. Ilmalämpöpumppu oli kokonaisuuden kannalta tehokkaampi kuin matalamman g-arvon ikkunat.

Tulosten perusteella suositellaan mitoittamaan ja säätämään ilmalämpöpumppu sekä huonekohtaiset sähkölämmittimet niin, että asuintilat lämmitetään pääasiallisesti keskikonttiin asennetulla ilmalämpöpumpulla. Jos hankitaan tulisija, niin suositellaan termostaattisäätöistä vesikiertoista pellettitakkaa, joka liitetään lämminvesivaraajaan, johon yhdistetään aurinkokeräimet.

The energy efficiency and indoor climate of a modular transportable home modified from portacabins was analysed. The emphasis of the study was on different building services and specifically heating systems.

The method of the study was dynamic computer simulation with IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE). The building service systems were chosen from the design plans and relevant literature. The calculations followed the national building code for building energy. Accordance to the requirements was analysed from the whole energy consumption. The economy was analysed from the calculated delivered energy. The indoor temperatures were analysed in the case of heatload from the sun's radiation and the use use of a fireplace and a ductless heat pump.

The energy class of the container house is D when the heating system is electric radiators. Energy class C can be achieved if supplementary heat from air to air ductless heat pump and a heat retaining fireplace are used and the heat recovery of ventilation is made more efficient. By replacing the electric radiators with renewable energy sources such as pellet boiler the energy class can be further raised to B. The need for delivered energy may be reduced by integrating a heat pump to the heating system.

Radiation from the sun is a considerarable risk in overheating of the living spaces as is using the fireplace in the early and late heating season. Marquisolettes were the most efficient method to protect from overheating from the sun. Neither doubling the ventilation rates nor using windows with low g values was efficient. A ductless heat pump provided the best overall comfort.

It is recommended to design the system so that a ductless heat pump provides most of the heat in the living spaces with electric radiators as back-up. For a fireplace it is recommended to choose a pellet stove with a water heat exchanger and use the extra heat for hot domestic water. Solar heat collectors can be attached to the system.