Lämmitys maalämmöllä ilman lämpöpumppua

[Puuha]

Paljonko lunta mahtuu tuonne katolle ja mitä se vaatii esimerkiksi kantavuuden osalta sekä muilta kattoa tukevilta rakenteilta?

Siihen on olemassa varsin hyvä syy miksi tasakatolla ja pulpettikatolla rakennettuja taloja muutetaan harjakattoisiksi pohjoisissa olosuhteissa. Harjakattoisia taloja harvemmin muutetaan pulpetti tai tasakattoiseksi.

 

[virtuaaliharri]

Paljonko lunta mahtuu tuonne katolle ja mitä se vaatii esimerkiksi kantavuuden osalta sekä muilta kattoa tukevilta rakenteilta?

Mitoituskysymys, mutta toki myös kustannuskysymys. Joskus on tullut pohdittua sellaista vaihtoehtoa, että aputilat (esim. autotalli) sijaitsisivat metrin etäisyydellä päärakennuksesta pohjoispuolella. Apurakennuksen yläosa nousisi päärakennusta korkeammalle ja siinä olisi aurinkokeräimet/aurinkoilmalämmitin. Näin hoituisi mahdollisimman varjoton paikka keräimille sekä tuulensuoja. Hylkäsin tuon rakenteen kuitenkin jatkosta.

Minusta tasakatossa, kattoterassilla, on oma viehätyksensä enkä ihan täysin osta ajatusta että tasakatto ei sovi pientaloon pohjoisissa olosuhteissa. Kuutionmallinen läpivärjätty betonitalo, jonka seinät jatkuisivat terassin seiniksi, sivuilta vinoina siten, että takaseinä nousisi tuulensuojaksi ja aurinkokeräimien asennustueksi, on ollut monesti mielessäni. Puhdistaminen ja huollot kävisivät näpsäkästi, ja pääkaupunkiseudun tyypillisesti pienen tontin neliöt tulisivat tehokkaasti hyödynnetyiksi. Kattoterassin lattia tummaksi maalattua tai läpivärjättyä betonia ja päälle lasitiililaatat, jotta lattia absorboisi enemmän lämpöä ja heijastaisi vähemmän taivaalle. Ei erillistä kattoa eikä räystäitä. Valu filmivaneriin. Terassin lumien sulatus johtamalla maasta lämpöä kattopiiriin. Olis kyllä tyylikäs!

 

[savonhumu]

Juu se pomminvarma tiiviys loppuki sitten siihen ku harja painastiin lontolle eli en kyllä alkas tekemään tuota kattomallia sitten millään. Nykyiset suomen talvet kun laitetaan tuolle kaveriks niin ei vaan toimi omakotimittakaavassa. Sinun pittää ottaa tuolle kattomallille miinusmerkkisenä laskentaan mukaan kaikenmaaliman saattolämmitykset kaikkeen sade/sulamisveden poistoon ja mahdollinen vesivahinko viimestään 10v asumisen jälkeen jne niin sillon alkaa olla yhtälö semmonen että käännä vaan harja takas ylös ja pyörittele kuvioo sitäkautta

 

[virtuaaliharri]

Kun kerran pyydettiin, niin tässä sitten kunnon harjakatolla.

Tällä kertaa suljettu aurinkoilmalämmityskierto, jossa putkiston ulkopuolinen tila aavistuksen ylipaineinen, jolloin saumoihin ei juuttune niin helposti esim. neulasia ja lehtiä. Aurinkoilmalämmitin on tyyppiä verkkokeräin. Etelälappeen alla oleva kammio laajenee tarkoituksella ylöspäin, jotta aurinko helpottaisi puhaltimien työtä. Pellin ja kennolevyn takana olevan ilmaraon alla varmin varmaan olisi aluskermi ponttilautaan kiinnitettynä ennen villaeristettä (kuten täällä ehdotettiin, jos oikein ymmärsin). Toisaalta ehkä alumiinipinnoitettu PIR-eristelevy välttäisi ja toimisi lämpötalouden suhteen paremmin tässä, siis ilman aluskermiä ja lautakerrosta kiinnitettynä suoraan kattotuoleihin. Tässä auringonvalo ei pääsisi porottamaan suoraan eristeeseen saakka, vaan jäisi kuumentamaan kattopeltiä ja alumiiniverkkoa, joten PIR-eristeen pitäisi lämpö kestää vaikka puhaltimet jostain syystä pysähtyisivätkin kesähelteillä.

Puhaltimien ja lämmön-varastointikierron-pumpun ohjaus siten, että maksimoidaan maahan varastoitavan lämpöenergian määrä eli ei lämmitetä vettä tarpeettoman kuumaksi ja jotenkin tarkkaillaan miten lämpö siirtyy maahan. Jos lämpö ei siirry riittävän tehokkaasti maahan, niin sitten lämmitetään vettä kuumemmaksi eli alennetaan kiertovesipumpun kierroksia. Oman haasteensa muodostaa se, että kennolevyn alla verkon läpi kulkiessaan ilma lämpenee voimakkaammin, joten lämmönvaihtimien läpi kulkenut ilma saattaa palata kattopellin alle niin lämpimänä että lämpö säteileekin pellin kautta ulos joissain tilanteissa. Taitaa vaatia mikro-ohjaimen tai valmiin ohjelmoitavissa olevan riittävillä anturiliitännöillä varustetun ohjaimen, jos sellaisia on olemassa.

 

[Puuha]

Kyse ei ole estetiikasta vaan siitä ettei muu kuin harjakatto ole kestävä rakenne. Perustuu muutaman sadan vuoden kokeumuksiin talvisissa olosuhteissa oleviin rakennuksiin. Mitä enemmän lunta tulee vuodessa sitä jyrkempiä katot ovat. Siihen on syynsä ja ne perustuvat kokemuspohjaiseen oppimiseen.

Näitä vanhoja asioita kunnioittamalla ja ratkaisuja on mahdollista päästä pitkäikäiseen taloon vain valitettaasti sellainen talo ei mene rakennusvalvonnasta lävitse.

 

[kotte]

Aurinkoilmalämmitin on tyyppiä verkkokeräin. Etelälappeen alla oleva kammio laajenee tarkoituksella ylöspäin, jotta aurinko helpottaisi puhaltimien työtä. Pellin ja kennolevyn takana olevan ilmaraon alla varmin varmaan olisi aluskermi ponttilautaan kiinnitettynä ennen villaeristettä (kuten täällä ehdotettiin, jos oikein ymmärsin). Toisaalta ehkä alumiinipinnoitettu PIR-eristelevy välttäisi ja toimisi lämpötalouden suhteen paremmin tässä, siis ilman aluskermiä ja lautakerrosta kiinnitettynä suoraan kattotuoleihin. Tässä auringonvalo ei pääsisi porottamaan suoraan eristeeseen saakka, vaan jäisi kuumentamaan kattopeltiä ja alumiiniverkkoa, joten PIR-eristeen pitäisi lämpö kestää vaikka puhaltimet jostain syystä pysähtyisivätkin kesähelteillä.

Verjopuolena rakenteessa on, että musta kattopelti hukkaa varsin suuren osan lämmöstä ulkoilmaan.

Kaikkein tehokkaisn keräirakenne olisi sellainen, että vesikate on läpinäkyvä ja aurinko paistaa huokoiseen, mieluiten katon suuntaiseen useiden harvojen verkkokerrosten muodostamaan absorptiokerrokseen. Korvaava ilma tulisi pitkin katon pintaa (alhaalta) ja lämmennyt ilma imetään yläviistoon verkkokerrosten lävitse. Jotta homma toimii, olisi siis vesikatteen ja uloimman absorptioverkkokerroksen välissä ihan kunnon ilmaväli, samoin verkkokerroksen ja (aluskatteenakin palvelevan) lämpöeristeen välissä, edellisessä kulkisi lämmitettävää ja jälkimmäisessä raossa lämmitettyä ilmaa.

 

[virtuaaliharri]

Verjopuolena rakenteessa on, että musta kattopelti hukkaa varsin suuren osan lämmöstä ulkoilmaan.

Kaikkein tehokkaisn keräirakenne olisi sellainen, että vesikate on läpinäkyvä ja aurinko paistaa huokoiseen, mieluiten katon suuntaiseen useiden harvojen verkkokerrosten muodostamaan absorptiokerrokseen. Korvaava ilma tulisi pitkin katon pintaa (alhaalta) ja lämmennyt ilma imetään yläviistoon verkkokerrosten lävitse. Jotta homma toimii, olisi siis vesikatteen ja uloimman absorptioverkkokerroksen välissä ihan kunnon ilmaväli, samoin verkkokerroksen ja (aluskatteenakin palvelevan) lämpöeristeen välissä, edellisessä kulkisi lämmitettävää ja jälkimmäisessä raossa lämmitettyä ilmaa.

Ideana oli kompensoida suurempaa lämmönhukkaa suuremmalla pinta-alalla ja käyttää läpinäkyvää katetta vain lämmön korottamiseen lopussa. Varmasti ohutkin kirkas valokate/kennolevy koko katon peittona tehostaisi lämmön keruuta radikaalisti, mutta tarvitaanko noin paljoa tehoa, onkin sitten laskemista vaativa juttu. Viitannet tuolla ilman imemisellä yläviistoon siihen, että lämmin ilma nousee ylöspäin. Toki tällöin selvitään pienemmällä puhallinteholla, mutta toisaalta voisi kuvitella lämmönhukan kasvavan kun kuumin ilma joutuu valokatetta vasten. Sillä piirsin kuvaani verkon siten, että viileämpi ilma imetään verkon läpi alapuolelle. Ehkäpä kaksi verkkoa voisi asentaa V:n muotoon siten, että terävä pää tulisi räystään suuntaan ja avoin pää ylös siten, että keruuputki jäisi sisäpuolelle. Toki V-verkkoja voisi laittaa useammankin sisäkkäin. Ehkä tässä tapauksessa riittäisi aluskatteeksi kondenssisuojattu ja hengittävä aluskate ilman lämmöneristettä (mahdollisella pohjoislappeella toki esim. tuulensuojavillaeristelevytys, jottei lämpöhäviö kasva liian suureksi).

 

[virtuaaliharri]

Kyse ei ole estetiikasta vaan siitä ettei muu kuin harjakatto ole kestävä rakenne. Perustuu muutaman sadan vuoden kokeumuksiin talvisissa olosuhteissa oleviin rakennuksiin. Mitä enemmän lunta tulee vuodessa sitä jyrkempiä katot ovat. Siihen on syynsä ja ne perustuvat kokemuspohjaiseen oppimiseen.

Näitä vanhoja asioita kunnioittamalla ja ratkaisuja on mahdollista päästä pitkäikäiseen taloon vain valitettaasti sellainen talo ei mene rakennusvalvonnasta lävitse.

Noinhan se pääpiirteissään menee. Alpeilla on jyrkimmät katot. Kerrostaloihin tasakattoja tehdään turvallisuussyistä ja niitä sitten aika ajoin huolletaan ja korjaillaan kalliisti - taloyhtiön osakkaan näkökulmasta. Jotenkin vaikea uskoa, että näin olisi pakko olla ja kehitys olisi pysähtynyt tältä osin. Muualla maailmassa tehdään kattoja yhdestä kermihuopapalasta, jolloin niissä ei ole saumoja, joista veden tulla. Käsittääkseni Suomessa ei tällaista harrasteta. Kattoterassin tosin jos haluaa, niin sitten pitäisi tehdä kattoon läpivientejä kannattamaan terassirakenteet tai keksiä muuta. Ehkäpä lasitiilet + tummapintainen kuitubetonivalu + ontelolaatat + EPS + kipsilevytys + panelointi + levytyksen tukipalkit voisi olla toimiva ja pitkäikäinen tasakattoratkaisu kun onteloihin yhdistetään lämmöntalteenotto ja yläpohjan tuuletus. Erotuksena tiedossani oleviin käytettyihin ratkaisuihin, tässä lasitiilien ansiosta betoni lämpenisi enemmän, jolloin enemmin tai myöhemmin kosteutta saanut laatta kuivaisi aurinkoisina aikoina tehokkaasti.

 

[kotte]

Kerrostalossa tasakatto voi tulla korjaustarpeen uhallakin harjakattoa halvemmaksi, kun ottaa huomioon talvisen lumenpudotustarpeen (eli syyt, miksi moiseen on ryhdyttävä ja mitä sitten kustantaa).

En usko, että pitävää tasakattoa saa aikaan kuin parilla tunnetulla menetelmällä: Toinen on perinteinen useasta bitumihuopakerroksesta sulatetulla bitumilla liimattu rakenne. Tässäkin tapauksessa läpiviennit ja reunaratkaisut kumminkin usein aiheuttavat vuotoja. Toinen tapa on tehdä katto ruostumattomasta teräksestä (tiskipöytämateriaalista) ja hitsata saumat ehdottoman tiiviiksi koneellisella kiekkohitsauksella. Läpiviennit ja reunat on tässäkin tapauksessa rakennettava oikein.

Mistään levyistä, tiilistä, betonivalusta tai perinteisestä saumatusta pellistä ei tasakaton vaatimaa tiiveyttä saada. Sillatkin on erikseen ja aika-ajoin vesieristettävä päältä, jotta edes runko kestäisi. Uima-altaitten pohjakin vuotaa ja alla tarvitaan jonkinlainen kuivatusjärjestely.

 

[pökö]

Paljon katoilla aikaa viettäneenä en voi kuin ihmetellä miksi tasakattojen kaivoja ja kaatoja niinhin ei jakseta tehdä kunnolla. Veset seisoo kaivojen vieressä, jäätyy ja sulaa rikkoen kattoa.

 

[VesA]

Paljon katoilla aikaa viettäneenä en voi kuin ihmetellä miksi tasakattojen kaivoja ja kaatoja niinhin ei jakseta tehdä kunnolla. Veset seisoo kaivojen vieressä, jäätyy ja sulaa rikkoen kattoa.

kaadot - reikä. Jos miettii kuinka tavallinen räystäskouru kerää kaikenlaista, vaikka siinä välillä menee ihan kunnon virtaus alkaa monellakin tasakatolla näkemäni vesireiän ritilä näyttää aika uhkaavalta, kuinkahan monessa paikassa joku käy niitä säännöllisesti siivoamassa.

Joitakin kymmeniä vuosia vanhoissa katoissa oli tyyppivikana se että bitimikermi haurastuu ja sen alla olevat styroxpalikat kutistuvat, lopulta kovettunut kermi on palikoiden saumassa tyhjän päällä vapaammin taipuilemassa. Siihen sitten lämpölaajenemista, kutistumista ja lumikuormaa kunnes kermi alkaa murtua.

 

[pökö]

Tasakatto kaivoineen on säännöllisesti huollettava kohde, usein vaan jää huoltamatta.

 

[savonhumu]

https://www.rakennuslehti.fi/2017/06/aurinkolammitys-voi-kattaa-81-prosenttia-asuntojen-lammitystarpeesta/

 

[virtuaaliharri]

https://www.rakennuslehti.fi/2017/06/aurinkolammitys-voi-kattaa-81-prosenttia-asuntojen-lammitystarpeesta/

Kiitoksia vinkistä! Lukaisin tuossa uutisjutussa viitatun tutkimusartikkelin läpi (ohittaen matemaattisemmat osuudet). Tutkimuksessa tutkittiin kolmea päävaihtoehtoa alueelliseksi lämmitysjärjestelmäksi. Kaikissa lähtökohtana olivat 120-480 m3:n lämminvesivaraajat ja kallioon porattu reikäkenttä (kahdessa BTES ja viimeisessä BHE). Parissa ensimmäisessä vaihtoehdossa oli mukana aurinkolämpö. Kolmannessa vaihtoehdossa ei käytettyä aurinkolämpöä, vaan pelkkää kalliolämpöä, jossa kuumaa vettä tuotettiin kahdessa vaiheessa, yhdellä pumpulla kalliosta lämminvesivaraajaan ja toisella pumpulla lämminvesivaraajasta kuumavesivaraajaan. Aurinkolämpöä hyödyntävistä vaihtoehdoista ensimmäisessä pumppaa lämpöpumppu lämpöä kalliosta, jonne ylijäämälämpö on pumpattu, ja toisessa vaihtoehdossa kallion lämmöllä lämmitetään lämminvesisäiliötä (pelkällä kiertovesipumpulla), josta puolestaan pumpataan lämpöpumpulla lämpöä kuumavesisäiliöön. Jos oikein tulkitsin, niin tämä osoittautui laskelmissa kannattavimmaksi. Mukana oli vielä aurinkopaneelit, joiden tuottamalla sähköllä pyöritettiin laitteistoja (+ ylijäämä verkkoon).

En mene vannomaan että ymmärsin tekstin oikein ja että onnistuin tiivistämään tämän keskusteluketjun kannalta relevanteimman sisällön kuvaavasti.

Laskelmissa kiinnitti huomiotani säästön hakeminen alapohjan ja ikkunoiden eristysarvon tinkimisestä.

Ei tutkimuksesta kuitenkaan voine vetää juurikaan johtopäätöksiä pientalojen aurinkoenergiapotentiaalin suhteen. Tässä suhteessa ehkä mielenkiintoisinta oli maininta kalliovaraajan (porareikäkenttä) lämpöhäviöistä Suomen olosuhteissa: 40-60%. Ts. pientalon vaatimassa kokoluokassa suurin osa lämmöstä varmasti katoaisi ympäröivään kallioperään. Päteekö sama märkään savimaahan, joka olisi lämpöeristetty päältä kuvailemallani kartiolla tai jotenkin muuten, on vielä minulle arvoitus. Liikkumaton vesi on kuitenkin parempi lämpövarasto kuin kallio ja vettä märässä savessa luonnollisesti on huomattavasti enemmän kuin kalliossa.

 

[VesA]

https://www.rakennuslehti.fi/2017/06/aurinkolammitys-voi-kattaa-81-prosenttia-asuntojen-lammitystarpeesta/

Ei tutkimuksesta kuitenkaan voine vetää juurikaan johtopäätöksiä pientalojen aurinkoenergiapotentiaalin suhteen. Tässä suhteessa ehkä mielenkiintoisinta oli maininta kalliovaraajan (porareikäkenttä) lämpöhäviöistä Suomen olosuhteissa: 40-60%. Ts. pientalon vaatimassa kokoluokassa suurin osa lämmöstä varmasti katoaisi ympäröivään kallioperään. Päteekö sama märkään savimaahan, joka olisi lämpöeristetty päältä kuvailemallani kartiolla tai jotenkin muuten, on vielä minulle arvoitus. Liikkumaton vesi on kuitenkin parempi lämpövarasto kuin kallio ja vettä märässä savessa luonnollisesti on huomattavasti enemmän kuin kalliossa.

Suomessa kallioreikiin tankattu lämpö saattaa mennä pohjavesivirtojen mukana muualle. Samasta syystä maalämpö toimii täällä niin hyvin, ei olla pelkän kiven lämmönjohtavuuden armoilla.

Jos miettii noita varaajakokoja, niin veteen saa 4,19kJ/kg/C joka on siis 4,19kWs/kg/C - ja wattitunteina runsas 1 Wh/kg/C. Eli 10MWh lämpövarasto olisi 10 miljoonaa astelitraa. Eli 200 kuution varaajaan 50 asteen lämpötilaero. Sellaisen 200 kuution varaajan voisi saada täyttämällä kellarin vedellä, mutta alkaa se olla vähän hankalan kokoinen. Meillä pitäisi olla 30MWh...

 

[virtuaaliharri]

Tässä uusi hahmotelma talon lämmitysjärjestelmästä viestiketjun teemaan liittyen. Ideoin tämän joskus alkusyksystä, mutta päätin julkaista nyt kun tuli toisessa keskusteluketjussa puheeksi. Tuo vaatisi käytännössä märän ja riittävän syvän savimaan, jotta toimisi, jos toimisi. EPS-keventeet toimivat kolmessa roolissa: lämpöeristeinä, putkipiirien kiinnitysalustana sekä keventeinä perustuksessa.

 

[kotte]

Tässä uusi hahmotelma talon lämmitysjärjestelmästä viestiketjun teemaan liittyen. Ideoin tämän joskus alkusyksystä, mutta päätin julkaista nyt kun tuli toisessa keskusteluketjussa puheeksi. Tuo vaatisi käytännössä märän ja riittävän syvän savimaan, jotta toimisi, jos toimisi. EPS-keventeet toimivat kolmessa roolissa: lämpöeristeinä, putkipiirien kiinnitysalustana sekä keventeinä perustuksessa.

Lämpövarastona tuo voisi hyvinkin toimia, jos eriste ulottuu riittävän syvälle, mutta rakentaminen lienee varsin haastavaa. Vaatinee teräsponttiseinät koko perustan ympäri, saven siirtoa väliajaksi muualle sekä uudelleentäyttöä (ja ehkä teräsponttien poistoa, jos ei noitakin osta, mutta kuinkahan eristeille sitte käy, jos pontit vedetään vierestä ylös).

Suuremman varaston saisi asettamalla eristeet kekomaisen rakenteen pinnoiksi, mutta tonttia ja kaivua tarvitaan valtavasti (etenkin ilman ulkoreunan väliaikaisia pontteja), sillä kovin jyrkkää seinämää savesta ei tyypillisesti saa (ja saven kanssa voi silti tulla suuria ongelmia hiukan säästäkin riippuen.

 

[virtuaaliharri]

Omatoimirakentajalle nuo EPS-keventeet varmastikin olisivat haastava asennettava. Idea noiden käytöstä syntyi kun tajusin että EPS-blokit ovat niin paksuja että pysyisivät omalla painollaan pystyssä kaivannon pohjalla, jolloin niiden asentaminen ylhäältä käsin helpottuisi. Kuusi metriä syvä monttu auki kaivettuna koko talon alta olisi sula mahdottomuus kaupunkitonttien ollessa kyseessä ja vaikka tyytyisi vain anturan alta kaivamaan tuollaisen kuilun, niin eihän seinämät kauaa pysyisi kasassa. Näiden EPS-blokkien kanssa ajattelin siten meneteltäväksi, että kaivetaan vähän elementtiä isompi erittäin kapea kuilu, jonne elementti lasketaan kaivuria nosturina käyttäen. Sen jälkeen kaivetaan kuilua eteenpäin jne. Oletukseni on, että saviseinämät pysyvät sen aikaa kasassa että elementti keretään asentaa paikoilleen. Ison ongelman tosin taitaa muodostaa, ettei pohjaa ole mahdollista saada riittävän tasaiseksi ylhäältä käsin, jotta seuraavan elementin saisi kohdistettua tarkasti puskusaumaan edellisen kanssa. Joten ilmeisesti juurikin jonkinlaiset teräsponttisysteemit olisi paikallaan. Toki jos joku tehdas innostuisi tällaisia elementtejä tuottamaan valmiina, niin sitten voisi homma hoitua ihan vain muotoilemalla EPS/XPS-lohkojen reuna ylhäältä sujutettavaan ponttiin. Jos puhutaan järeästä 500 mm:n ainevahvuudesta, niin ymmärtääkseni ponttien kestävyydessä ei pitäisi tulla mitään ongelmaa. Ilmeisesti urakka kannattaisi aloittaa kulmasta, johon tulisi oma kulmaelementtinsä, joka pysyisi paremmin pystyssä.