Kuidas ehitada energiasäästlikku hoonet?

Meelis Linnamägi



Energiasäästlikus hoones on:                             

  • kompaktne arhitektuur ja optimeeritud ruumiplaneering,
  • välispiirde väga hea soojapidavus - U<0,1 W/(m2K),
  • välispiirde väga hea õhkupidavus - n50<0,6/h,
  • kolmekordse klaaspaketi ja soojustatud raamiga aknad – Uw<0,8 W/(m2K),
  • külmasillavabad konstruktsioonid,
  • päikeseenergia passiivne kasutus (optimaalne klaaspindade suurus ja suund),
  • väga kõrge soojatagastuse efektiivsusega (üle 85%) ventilatsioonisüsteem ning soovitatavalt maa-alune ventilatsiooniõhu  eelsoojendus/eeljahutussüsteem,
  • LED- ja luminofoorlampidega valgustus, energiasäästlikud majapidamisseadmed,
  • võimalusel kasutatud ökoloogilisi ehitusmaterjale.

Energiasäästliku hoone eelised:

  • välispiirde soojad sisepinnad – isegi kõige külmemal ajal on seinte ja akende temperatuur ainult veidi madalam kui ruumitemperatuur ning need ei kiirga külma,
  • pole niiskuse kondenseerumise ega hallituse riski,
  • puudub külma õhu liikumine ruumis (tuuletõmme) ning jalgadel ei hakka külm,
  • pidev puhta värske õhuga varustamine,
  • aknad võivad jääda kinni, mis vähendab müra ja tolmu majas,
  • aknaid võib loomulikult ka avada, kui on soov linnulaulu kuulata või suveööl maja jahutada,
  • sõltumatus ja turvalisus, kinnisvara madalad halduskulud, kõrge nõudlus järelturul ja püsiv hind.

Kompaktne arhitektuur ja optimeeritud ruumiplaneering
2012. aastal valmis Laagri alevikus Saue vallas ülimalt energiasäästlik uus Nõlvaku lasteaed. Väga kompaktse ja ilusa, moodsa funktsionaalse arhitektuuriga hoone on kahekorruseline ning see on rajatud soojustatud raudbetoonist madalvundamendile. Seinad on laotud õõnesbetoonplokkidest. Vahelae ja katuslae kandva osa moodustavad monteeritavad õõnespaneelid.

Suurima energiasäästu annab hoone kuju, ruumide ja akende tark planeering ning kompaktsus. Kompaktsus tähendab võimalikult väikest välispinda hoone ruumala kohta. See saavutatakse mitmekorruselisuse ja väljaulatuvate osade vältimisega. Energiatõhusat hoonet liigendatakse kasutades erinevaid materjale ning arhitektuurielemente (varikatused, võred ronitaimedele, reklaamtahvlid jmt.), mis asetsevad väljaspool soojustatud piiret. Optimaalse suurusega aknad püütakse maksimaalselt projekteerida lõunapoolsesse külge ning põhjapoolsesse külge  püütakse paigutada nii vähe aknaid kui võimalik.


Pildil: Nõlvaku lasteaia väga kompaktse hoone aknad asetsevad lõuna suunas. Hoonele on erinevate viimistlusmaterjalide kasutamise ja akende suuruse varieerimisega antud liigendatud ilme.

Liigendamist ja väljaulatuvaid osi tuleb energiasäästlikus hoones vältida, sest geomeetriliste külmasildade ja välispinna suurenemise tõttu raiskavad need väga palju kütteenergiat.
 

Välispiirde väga hea soojapidavus
Eesti kliimas peaks energiasäästliku hoone seina soojustuse paksus olema vähemalt 300 mm, lae soojustuse paksus  400-500 mm ning põranda ja vundamendi soojustuse paksus 200-300 mm. Tuuletõke peab olema vastupidav ja tõhus.





Pildil: alumine osa Nõlvaku lasteaia fassaadist on soojustatud puitkarkassi vahele paigaldatud kolmekihilise klaasvillaga.


Pildil: tuuletõkkeplaatide vahed on hoolikalt kinni teibitud ning alumisele servale on teibitud tuuletõkkekangas, mille teine serv on liimitud sokli betoonplaadi külge, et vältida tuule tungimist seina ja põranda liitekohta.

Välispiirde väga hea õhkupidavus
Kontrollimatud õhulekked läbi tavalise hoone piiretes esinevate avauste võivad kaasa tuua olulise soojakao ja külmad põrandad ning põhjustada niiskuse kandumise hoone konstruktsioonidesse ning konstruktsioonide kahjustumise.
Põhiliselt madala ehituskvaliteedi või tähelepanematuse tõttu tekkivad lekked:

  • praod konstruktsioonides,
  • tihendamata läbiviigud,
  • õhkupidava kihi lõhkumine elektrike, torumeeste jt. poolt,
  • avatäidete ebakvaliteetne paigaldus jne.

Suurt tähelepanu tuleb pöörata hoone õhkupidavusele. Kõikide avade ümbrused ja hoone nurgad peavad olema õhukindlalt teibitud. Aknad ja uksed peavad olema õhukindlalt ühendatud siseseina krohviga, samuti peab põrandaplaat ja katus olema õhutihedalt ühendatud seina sisekrohvi või puitmaja aurutõkkekangaga. Kõik kaablite ja torude läbiviigud peavad olema õhukindlalt teibitud või mansettidega tihendatud.
Tänu nendele meetmetele saavutati Nõlvaku lasteaia õhulekke testi tulemuseks vaid 0,2 hoone mahtu tunnis. Energiasäästliku hoone õhuleke ei tohiks 50 Pa rõhu korral olla rohkem kui 0,6 hoone mahtu tunnis.


Pildil: õhutiheduse tagamiseks on hoone sisenurgad enne krohvimist teibitud.

Kolmekordse klaaspaketi ja soojustatud raamiga aknad
Kolmekordse selektiivklaaside ja argoontäidisega klaaspaketi ja soojustatud raamiga passiivmaja akna (U < 0,8) kasutamisel on -14o C välistemperatuuri korral toa kiirgustemperatuuride vahe väiksem kui 3 K. Tunneme ennast mugavalt ka ilma aknaaluse radiaatorita ning puudub ebamugav külma õhu vool aknalt põrandale.
Nõlvaku lasteaia puit-alumiinium passiivmajaaknad on kolmekordse klaaspaketiga. Välised automaatsed päikesevarjurulood väldivad ruumide ülekuumenemist.
Väga tähtis on soojapidavate akende õige paigaldamine. Õhutihe teip ja kangas kinnitatakse lengile enne akna paigaldust. Aken paigaldatakse kandurite või puitkarkassi abil soojustuskihi sisse, mitte kandva seina  avasse. Õhutihedusteip fikseeritakse head nakkumist tagavale seinale õhutihedalt. Heade akende vale paigaldus põhjustab suure energiakulu!



Pildil: akna külge teibitud õhutihe kangas on liimitud krohvitud seina külge ning
selle peale paigaldatakse aknapõsed ja tehakse lõppviimistlus.

Külmasillavabad konstruktsioonid
Geomeetrilised külmasillad tekivad kohtades, kus isolatsioonikihi suund või paksus muutub:

  •  välisseinte nurk,
  • aknalengi kinnitus seinakonstruktsioonile jne.

Konstruktiivsed külmasillad esinevad seal, kus kõrgema soojusjuhtivusega materjalid läbivad isolatsioonikihti:

  • konsooltalaga rõdud ja erkerid,
  • varikatuste ja päikesevarjude kinnitused,
  • välisseina ja põranda liitumine hoone soklisõlmes jne.

Külmasildade mõju vähendamiseks tuleb hoiduda isolatsioonikihi katkestamisest nii palju kui võimalik.  Kui see osutub vältimatuks, siis tuleb isolatsioonikihti läbistava materjali soojusjuhtivus valida võimalikult madal (nt kandvates seintes saab kasutada vahtklaasi ja poorbetooni ).  Sooja välispiirde loomisel tuleb olulisi külmasildu vältida, kuna lisaks transmissioonikadude suurendamisele võivad need ekstreemsemates olukordades kaasa tuua kondenseerunud vee ning hallituse tekke piirde sisepinnal.



Pildil: vundamenti läbivad polüstüroolplaatidega täidetud avad, et vähendada
taldmikust lähtuva külmasilla mõju.


Päikeseenergia kasutus
Nõlvaku lasteaias kasutatakse passiivset päikeseenergiat, mis akumuleerub hoone termilisse massi läbi akende ja aktiivset päikeseenergiat termiliste päikesekollektorite abil, mille kogupind katusel on 55 m2. Akupaakide kogumaht on 5 m3 ning päikeseküttesüsteemi efektiivsus on 26% ja selle poolt aastas toodetava energia osakaal kuni 37%.
Kattes kogu katuse lisaks termilistele päikesekollektoritele ka fotoelektriliste päikesepaneelidega, võiks Nõlvaku lasteaia tulevikus muuta netonullenergia hooneks.
Nõlvaku lasteaia kütteallikad on maasoojuspump, termilised päikesekollektorid ja pelletikamin, mida juhitakse automaatikasüsteemi abil.



Pildil: vaatele varjatud põhjafassaadil aknad praktiliselt puuduvad, sest otsese
päikesekiirguse puudumise tõttu on aknad seal suure soojakao põhjustajad.



Pildil: Nõlvaku lasteaia katusel paiknevad termilised päikesekollektorid.

Väga efektiivse soojatagastusega (üle 85%) ventilatsioonisüsteem
Parima  võimaliku sisekliima loomiseks  kontrollitakse Nõlvaku lasteaia kõrge kasuteguriga ventilatsioonisüsteemi ruumides olevate CO2-andurite abil. Mängu- ja magamisruumid, võimlemissaal, muusikasaal ja loovustuba on varustatud CO2 andurite ja VAV klappidega. Nendes ruumides hoiab hooneautomaatika juhtprogramm  CO2 sisalduse normi piires, reguleerides ruumidesse antava ja väljatõmmatava õhu hulkasid.  Selline süsteem tagab parima võimaliku õhuniiskuse. Ruumides on talvel kasutuses ka ultraheli õhuniisutid.
Suvist aktiivset jahutust välditakse lääne- ja lõunapoolsete aknaväliste ruloode juhtimisega. Hoone seinale on paigaldatud päikeseandur ning automaatikaprogramm  avab või sulgeb rulood vastavalt vajadusele. Lisaks kasutatakse automaatikasüsteemi juhitavat öötuulutust (ventilaatorid töötavad täisvõimsusel) kui välisõhu temperatuur on üle + 12°C ning ruumi temperatuur on üle +23°C.



Pildil: Nõlvaku lasteaias on kasutusel 90% kasuteguriga soojatagastusega
ventilatsiooni keskseadmed.



Pildil: Nõlvaku lasteaia automaatsed välised päikesevarjurulood.

LED- ja luminofoorlampidega valgustus, energiasäästlikud majapidamisseadmed
Nõlvaku lasteaia võimalikult lihtsa ja minimaalset hooldamist vajava valgustussüsteemi  ehitamisel on kasutatud:

  • pika elueaga valgusallikaid (10000-20000 h);
  • kvaliteetset valgust nõudvates ruumides automaatjuhtimisega luminofoorlampe;
  • välis-, pesu- ja abiruumide ning punktvalgustuse allikatena kvaliteetseid LED-lampe.

Hoone valgustust, ventilatsiooni-ja küttesüsteeme reguleeritakse ja kontrollitakse automaatikasüsteemi abil. Reguleerimis- ja andurisignaalid, olekute indikatsioon ning alarmid on ühendatud keskse automaatikasüsteemiga.
Soojussõlme jälgitakse ja juhitakse hooneautomaatika abil. Hooneautomaatika haldab kõiki kütteallikaid (maasoojuspump, päikesepaneelid ja pelletikamin) ning lähtub erinevaid kütteallikaid tööle pannes majas toimuvatest sündmustest.
Lasteaia rühmaruumide sisekliima (temperatuur, niiskus, CO2 sisaldus) on hooneautomaatika süsteemis jälgitav. Ruumides saab temperatuuri muuta kohapealsest seinamoodulist. Ruumide temperatuuri ja õhuvahetust reguleeritakse lisaks aeg- ja sündmusprogrammile ka ruumi hõivatuse järgi. Automaatikasüsteemi abil on võimalik saavutada suurim energiasääst ja mugav sisekliima.

Ökoloogilised ehitusmaterjalid
Ökoloogilisteks ehitusmaterjalideks peetakse selliseid, mille CO2 heide tootmisel ja lenduvate toksiliste ühendite heide kasutamisel on madal – need on head keskkonnale, sisekliimale ja tervisele. Ökoloogiliste ehitusmaterjalide hulka kuuluvad puit ja puidust toodetud materjalid (puitvill, -kiud, paber ja tselluvill), savi, looduslikud värvid, õlid, looduslikud kivid jmt.
Nõlvaku lasteaias on põrandakattena kasutatud naturaalset linoleumi ja puitparketti ning keraamilisi plaate. Seinad on värvitud looduslikest toorainetest toodetud pestava vaiguvärviga, mis ei erita kahjulikke aineid ning on seetõttu laste ruumidesse sobivaim. Mürasummutuseks on lakke pandud puitvillplaate. Fassaad on suures osas kaetud värvimata siberi lehisest laudvoodriga, sest lehisepuit sisaldab piisavalt naturaalset puidukaitsevaiku.

Fotod ja joonised: Meelis Linnamägi.