2. • AALTO-YLIOPISTON OPISKELIJOIDEN
SUUNNITTELEMA JA TOTEUTTAMA PUUTALO
• OSALLISTUI 17 YLIOPISTON KANSSA KANSAINVÄLISEEN
SOLAR DECATHLON EUROPE 2010 –KILPAILUUN
• MONITIETEELLINEN TUTKIMUS- JA OPETUSHANKE
LUUKKU
3. SOLAR DECATHLON -KILPAILU
• ENERGIATEHOKKAAN RAKENTAMISEN KYMMENOTTELU
• 17 YLIOPISTOA ERI PUOLILTA MAAILMAA SUUNNITTELI JA RAKENSI
AURINKOENERGIALLA TOIMIVAN PLUSENERGIATALON
• SD 2010 FINAALI 17.-28.6.2010 MADRIDISSA ESPANJASSA
• RAKENNUKSET YLEISÖLLE AVOINNA
• OPISKELIJAT KÄYTTIVÄT JA ESITTELIVÄT TALOA
5. SOLAR DECATHLON -KILPAILUT
USA EUROOPPA
2002
2005
2007
2009 2010
2011 2012
2013 2014
2015
KILPAILUN JÄRJESTÄJÄT
EUROOPASSA:
Spanish Ministry of Housing
UPM Madrid
(Madridin Teknillinen korkeakoulu)
U.S. Department of Energy DOE
7. MONITIETEELLINEN YHTEISTYÖ:
AALTO –YLIOPISTON TEKNILLINEN KORKEAKOULU
ARKKITEHTUURIN LAITOS, WOOD PROGRAM
RAKENNUS-JA RAKENNUSTUOTANTOTEKNIIKAN LAITOS,
TALONRAKENNUSTEKNIIKKA
PUUNJALOSTUSTEKNIIKAN LAITOS, PUUTUOTETEKNIIKKA
ELEKTRONIIKAN LAITOS, VALAISTUSTEKNIIKKA
ENERGIATEKNIIKAN LAITOS, LVI- JA AUTOMAATIOTEKNIIKKA
TALOTEKNIIKAN INSTITUUTTI
AALTO –YLIOPISTON TAIDETEOLLINEN KORKEAKOULU
TILA- JA KALUSTESUUNNITTELUNLAITOS, PUUSTUDIO
AALTO –YLIOPISTON KAUPPAKORKEAKOULU
MARKKINOINNIN JA JOHTAMISEN LAITOS
8. AALTO-YLIOPISTO
SOLAR DECATHLON EUROPE 2010-
KILPAILUSSA
• TAVOITTEET:
1) EDISTÄÄ AURINKOENERGIARATKAISUJEN JA
EKOTEHOKKAAN PUURAKENTAMISEN OPETUSTA JA TUTKIMUSTA
2) EDISTÄÄ TIETEIDENVÄLISTÄ
OPETUS- JA TUTKIMUSYHTEISTYÖTÄ
3) EDISTÄÄ YRITYSTEN JA YLIOPISTOJEN
YHTEISTYÖTÄ JA VERKOTTUMISTA
4) MITATA SUOMALAISEN ENERGIATEHOKKUUSOSAAMISEN
KILPAILUKYKY LÄMPIMÄSSÄ JA KYLMÄSSÄ ILMASTOSSA
5) MITATA SUOMALAISEN TUOTTEIDEN JA RATKAISUJEN
KANSAINVÄLINEN KILPAILUKYKY
9. EROTTUMINEN
• SUOMALAISET OLOSUHTEET
– POHJOISEN ILMASTON HAASTEET
• HELPPOKÄYTTÖISYYS
– KOKONAISVALTAINEN MITTAUS- JA OHJAUSJÄRJESTELMÄ
– KOMPAKTI TEKNIIKKA
• UUSIUTUVAT RAKENNUSMATERIAALIT
– 75% UUSIUTUVIA LUONNONMATERIAALEJA
– VARASTOI 26 TONNIA HIILIDIOKSIDIA
• PUUARKKITEHTUURI
– VIIMEISTELTY TOTEUTUS
10. RATKAISUT
• KERTOLEVYRUNKO JA LÄMPÖKATKORISTIKOT
• RUNKOON INTEGROIDUT LASIELEMENTIT U=0,33 W/m2
K
• ILMANPITÄVÄT, LÄMPÖKATKAISTUT LASI-PUUOVET
• AKTIIVINEN SISÄVERHOUS
• PUULEVYKALUSTEET
• INTEGROITU ILMALÄMPÖPUMPPU- JA ILMANVAIHTORATKAISU
• ASUMISKÄYTTÄYTYMISTÄ OHJAAVA KÄYTTÖLIITTYMÄ
• INTEGROITU BIM-POHJAINEN SUUNNITTELUPROSESSI
• DYNAAMINEN ENERGIASIMULOINTI SUUNNITTELUPROSESSISSA
11. TAVOITE
• SUOMESSA VERKKOON KYTKETTYNÄ PLUSENERGIATALO
(TUOTTAA VUODESSA ENEMMÄN ENERGIAA KUIN KULUTTAA)
• ESPANJAN ILMASTOSSA SELKEÄ PLUSENERGIATALO
• KAIKKI ENERGIA VOIDAAN TUOTTAA AURINGOSTA
n. 60 m² AURINKOSÄHKÖPANEELIA, n. 5 m² AURINKOKERÄIMIÄ
12. MITEN PÄRJÄTTIIN
VIIDES SIJA KOKONAISKILPAILUSSA
ENSIMMÄINEN SIJA ARKKITEHTUURIKILPAILUSSA
-”A WOODEN HOUSE THAT ONLY FINNS CAN BUILD”
Glenn Murcutt
- ”THE MOST POETIC SPACE”
Louise Hutton
CERVANTES-PALKINTO KESTÄVÄSSÄ KEHITYKSESSÄ
- PLUSENERGIATALO SUOMESSA,
- PLUSENERGIATALO MADRIDISSA
- HIILIJALANJÄLKI
“For their success at chasing the impossible dream of a
Pan-European house that achieves thermal comfort and a
positive energy balance in both Madrid and Finland.”
13. KYMMENEN KILPAILULAJIA:
ARCHITECTURE sija pisteet / max
ARCHITECTURE 1. 120 / 120
ENGINEERING 8. 59 / 72
SOLAR
SOLAR SYSTEM + HOT WATER 9. 62,5 / 74.
PHOTOVOLTAIC 9 112,6 / 120.
COMFORT
COMFORT CONDITIONS 5. 95,4 / 105
APPLIANCES + FUNCTIONING 14. 92,2 / 118.
SOCIAL-ECONOMIC
COMMUNICATION 5. 53,3 / 72
INDUSTRIALIZATION 12. 41 / 62
STRATEGIC
INNOVATION 9. 41,2 / 52
SUSTAINABILITY 7. 95 / 120
yhteensä.
14. Virginia Polytechnic Institute & State University USA
University of Applied Sciences Rosenheim Saksa
Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) Saksa
Ecole National Supérieure d'architecture de Grenoble Ranska
Aalto University Suomi
Bergische Universität Wuppertal Saksa
Arts et Metiers Paris Tech Ranska
University of Florida USA
Universidad CEU Cardenal Herrera Espanja
Fachhochschule fur Technik und Wirtschaft Berlin Saksa
Tongii University Shanghai Kiina
Universidad de Sevilla Espanja
Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) Espanja
Universidad de Valladolid Espanja
University of Nottingham Iso-Britannia
Tianjin University Kiina
Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña Espanja
MITEN PÄRJÄTTIIN
16. MITÄ OPITTIIN
1. LUONNONMUKAISUUS / TEKNIIKKA?
2. JÄÄHDYTYKSEN / VARJOSTUKSEN TARVE!
3. PANEELIEN INTEGROINTI?
4. ASUKAS TÄRKEIN
5. KUSTANNUKSET!
6. PUUN KÄYTTÖ?
7. TERVEEN JÄRJEN KÄYTTÖ?
17. LÄHTÖKOHDAT
Tavoitteena oli rakentaa mahdollisimman
ilmanpitävä ja hyvin eristetty rakennus.
Rakennuksen tuli myös olla helposti purettava
ja kasattava. Rakennus tultaisiin rakentamaan
vähintään kolmeen kertaan: ensin
Otaniemessä, sitten Madridissa ja sen jälkeen
jälleen Otaniemessä, mistä se siirrettäisiin
kokonaisena loppusijoituskohteeseensa
Mäntyharjun loma-asuntomessuille.
RATKAISU
Hyvän ilmanpitävyyden ja helpon paikalla-
asennuksen saavuttamiseksi päädyttiin
tilaelementtiratkaisuun. Näin saatiin sisätiloihin
viimeisteltyjen ja saumattomien pintojen lisäksi
kaikki talotekniikka asennettua valmiiksi.
Rakennus jaettiin pituussuunnassa kahteen
tilaelementtiin. Lisäksi lämpövaippa jaettiin
omiksi erikseen asennettaviksi elementeiksi.
Näin tilaelementit mahtuivat kukin omaan
puoliperävaunuunsa, muiden elementtien ja
tarvikkeiden viedessä vielä kahden
puoliperävaunun tilan.
18. RAKENNE JA ELEMENTOINTI
Rakenteellisesti Luukku-talo voidaan
jakaa kertopuurunkoisiin
tilaelementteihin ja sitä kiertävään
lämpövaippaan, joka koostuu
alapohja-, seinä-, ja
kattoelementeistä.
TILAELEMENTIT, 2 kpl
1 - ILMATIIVIS KERTOPUURUNKO
2 - PCM –KIPSILEVY (Phase Changing Material)
•LÄMPÖPUSKUROINTI
3 - ILMARAKO
•ASENNUSTILA
4 - SISÄVERHOUS
•KOSTEUSPUSKUROINTI
Tilaelementtejä on kaksi: korkeampi
pohjoisen puoleinen (A), johon on
sijoitettu talotekniikka, keittiö ja
kylpyhuone, sekä matalampi etelän
puoleinen (B).
19. LÄMPÖVAIPPA
Alapohjaelementtejä on kaksi ja ne välittävät
rakennuksen kuormat perustuksille. Seinä- ja
yläpohjaelementit kiinnitetään kertopuurunkoon
vinoruuvaamalla. Ulkovuoraus on kiinteä osa
seinäelementtejä
ALAPOHJAELEMENTIT, AP1
• TUULENSUOJALEVY 12mm
• LÄMPÖKATKAISTU SEPA-NAULALEVYRISTIKKO
• VITAL-PUUKUITUERISTE, 350 mm
• RUNKOLEIJONA, 25mm
YLÄPOHJAELEMENTIT, YP1
• TUULENSUOJALEVY 12mm
• LÄMPÖKATKAISTU SEPA-NAULALEVYRISTIKKO
• VITAL-PUUKUITUERISTE, 420 mm
• RUNKOLEIJONA, 25mm
SEINÄELEMENTIT, US1
• TUULENSUOJALEVY, 12mm
• LÄMPÖKATKAISTU SEPA-NAULALEVYRISTIKKO
• VITAL-PUUKUITUERISTE, 350 mm
• RUNKOLEIJONA, 25mm
• VAAKAKOOLAUS, ILMARAKO 25mm
• PYSTYVERHOUS
20. U-ARVOT:
• ALAPOHJA 0,08 W/m2
K
• ULKOSEINÄ 0,10 W/m2
K
• YLÄPOHJA 0,08 W/m2K
VESIKATE
Yläpohjaelementtien päälle asennetaan kuusi
aluskate-elementtiä. Näiden päälle levitetään
yhtenäinen Protan-muovikate. Vesikatteen päälle
asennetaan aurinkojärjestelmää kannattelevat
palkisto ja ruodelaudat.
ALUSKATE-ELEMENTIT
• KOOLAUS, ILMARAKO 50 mm
• WISA-KATE 18 mm
YHTENÄINEN PROTAN-KATE
AURINKOJÄRJESTELMÄ
21. KIINTEÄT LASITUKSET
Umpiolasielementit on asennettu suoraan ilmanpitävään kertopuurunkoon.
Rakennuksen ilmanpitävä kerros on näin yhtenäinen ja katkeamaton.
Liittymäkohta on ulkopuolelta peitetty eristetyllä ikkunanpielielementillä.
4-K UMPIOLASIELEMENTIT, U = 0,35
• ARGON-TÄYTE
• LÄMPÖKATKAISTUT VÄLILISTAT
• SELEKTIIVIKALVO
• LIMITYS RUNKOON 50mm
• ERISTETTY JA IRROITETTAVA IKKUNANPIELI
22. OTANIEMI
Luukku-talon rakentaminen aloitettiin Otaniemessä toukokuussa
2009. Lähes valmis rakennus esiteltiin medialle vuotta myöhemmin
toukokuussa 2010 ja purku osiin ja pakkaus neljään puoliperävaunuun
aloitettiin välittömästi avajaisten jälkeen.
Kertopuurunko kasattiin Otaniemessä keväällä 2009.
RAKENTAMINEN
61. LUUKKU-TALON ENERGIATASE
NET ENERGY BALANCE
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
kWh
NET ENERGY USE 5600 5717 6017
NET ENERGY GENERATION 13771 8811 7895
MADRID ESPOO MÄNTYHARJU
SIMUOINTI Equa Simulation Oy
74. - Idea: Jatkuvat valolistat läpi huoneiston katon pitkien sivujen reunoilla.
- LED- teknologiaan perustuvat valaisimet
- Valkoisen valon värilämpötila 2900 K
- Valaistusjärjestelmä 24 V / DC
- Valaisimen energiankulutus ja valovirta per valolistametri oltava riittävän
pieniä. (valolistaa on talossa yli 20 m)
VALAISTUS
76. LVI-SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT
• SUUNNITELTU TOIMIMAAN SUOMESSA JA ESPANJASSA
– SUOMEN LÄMMITYSTEHON TARVE VASTAAN ESPANJAN
JÄÄHDYTYSTEHON TARVE
• KILPAILUN VAATIMUKSET MUKAVUUSOLOSUHTEILLE
– SISÄLÄMPÖTILAN RAJA-ARVOT 23-25 °C
– HIILIDIOKSIDITASON RAJA-ARVO max 800 ppm
– KOSTEUDEN RAJA-ARVOT 40-50%
• TEKNIIKKA EI PÄÄOSASSA
TAVOITTEENA ASUMISMUKAVUUS
• KÄYTETTÄVISSÄ OLEVAN TILAN RAJOITUKSET
• AIEMPIEN VUOSIEN KILPAILUTALOJEN RATKAISUT
92. Rakennus tuottaa vuoden aikana sähköenergiaa
Espoossa 3094 kWh enemmän kuin kuluttaa.
Mäntyharjussa vastaava luku on 1878 kWh.
Ylimääräisen sähköntuotannon voi laskea korvaavan
suomalaisen sähköverkon energiaa.
> Kun päästökertoimena käytetään verkkosähkön keskimääräistä
päästökerrointa 0.273 kgCO2/kWh, ylimääräinen energiantuotto
kompensoi rakentamisesta aiheutuneet päästöt Espoossa 18
vuodessa ja Mäntyharjussa 29 vuodessa.
LÄHDE: Kimmo Lylykangas: Solar Decathlon Europe 2010 Competition.
SB10 Finland.
Sustainable Community – buildingSMARTTM
. Conference proceedings
93. AKTIVITEETIT 2010 - 2011
MITTAUKSET
- ENERGIATASE
- SISÄILMAN OLOSUHTEET
- KOSTEUSVAIHTELUITA TASAPAINOTTAVA SISÄVERHOUS
- KOSTEUSTEKNINEN TOIMIVUUS
- PAKSUN ERISTEEN TOIMIVUUS
- DIFFUUSIOAVOIN RAKENNE
- ERI ERISTEMATERIAALIEN TOIMIVUUS
KAUPALLISTETTAVUUS
LUUKKU plus
SOVELLETTAVUUS ERI KOKOISISSA ASUINRAKENNUKSISSA
96. TEAM FINLAND
KIITOS!
Messusäätiön tunnustuspalkinto 2010
Vuoden puun käytön edistäjä 2010
”Ilman monitieteellistä yhteistyötä ei olisi päästy näin pitkälle”
professori Kai Sirén, ohjausryhmän puheenjohtaja