Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Granlund webinar 7.10.2015 vaihtoehtojen maailma energiaoptimointi

327 views

Published on

Energiansäästöviikon kolmas webinaari, puhujana Tuomo Niemelä. Aiheena energiaoptimointi, case-esimerkkinä 60-luvun asuinkerrostalo.

Published in: Real Estate
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Granlund webinar 7.10.2015 vaihtoehtojen maailma energiaoptimointi

  1. 1. Rakennusten energiainvestointien optimointipalvelu Tuomo Niemelä Johtava energia-asiantuntija tuomo.niemela@granlund.fi +358 40 6621274
  2. 2. Optimointi: parhaan ratkaisun etsimistä suuresta määrästä erilaisia vaihtoehtoja
  3. 3. Optimoitavia muuttujia
  4. 4. Case-esimerkki • 1960-luvun kerrostalon optimaalisten energiakorjausratkaisujen määrittäminen • Työläs ja vaikea toteuttaa tavanomaisilla tarkastelu- ja laskentamenetelmillä (=valitaan muutamia vaihtoehtoja ja verrataan niitä) • Hyödynnetään energia- ja olosuhdesimulointiin perustuvaa optimointimenetelmää • Matemaattinen optimointialgoritmi määrittää optimaaliset ratkaisut käyttäjän tekemien määritysten ja reunaehtojen pohjalta 4
  5. 5. 1960-luvun kerrostalon energiakorjausratkaisujen optimointi • Kaikki rakennuksen päälämmitysjärjestelmät optimoidaan MOBO*:lla (Multi-Objective Building Performance Optimization -työkalu) • Tavoite on löytää kustannusoptimaaliset energia- korjausratkaisut eri päälämmitysjärjestelmille • Tutkitaan yhteensä neljä eri päälämmitysjärjestelmää: • Kaukolämpö • Poistoilmalämpöpumppu • Maalämpöpumppu • Ilma-vesilämpöpumppu • * = MOBO on VTT:n ja Aalto-yliopiston kehittämä optimointiohjelmisto 5
  6. 6. Kaukolämpöjärjestelmän optimointi • Kun kaukolämpöjärjestelmä on rakennuksen päälämmitysjärjestelmä, optimoitavat muuttujat ovat: • Aurinkokeräinten pinta-ala (0-90 m2) • PV-paneelien pinta-ala (0-170 m2) • Ilmanvaihtoremontti ( nykyinen koneellinen poistoilmanvaihtojärjestelmä korvataan koneellisella tulo- /poisto-ilmanvaihtojärjestelmällä (72 %:n lämpötilasuhde)) • Ulkoseinien lisäeristyspaksuus (0-200 mm), tai pelkkä julkisivuremontti • Yläpohjan lisäeristyspaksuus (0-500 mm) • Ikkunaremontti (alkuperäiset ikkunat kunnostetaan, tai vaihdetaan kokonaan uudet ikkunat, kaksi eri tyyppivaihtoehtoa: U-arvo 1,0 tai 0,8) 6
  7. 7. Maalämpöjärjestelmän optimointi • Kun maalämpöjärjestelmä on rakennuksen päälämmitysjärjestelmä, optimoitavat muuttujat ovat: • Lämpöpumppujärjestelmän teho (39-156 kW) • PV-paneelien pinta-ala (0-170 m2) • Ilmanvaihtoremontti • Ulkoseinien lisäeristyspaksuus (0-200 mm), tai pelkkä julkisivuremontti • Yläpohjan lisäeristyspaksuus (0-500 mm) • Ikkunaremontti (alkuperäiset ikkunat kunnostetaan, tai vaihdetaan kokonaan uudet ikkunat, kaksi eri tyyppivaihtoehtoa: U-arvo 1,0 tai 0,8) 7
  8. 8. Optimoinnin tavoite kaikille konsepteille • Minimoitavat tekijät • Elinkaarikustannukset (25 vuoden pitoaika) • E-luku • Tavoite on löytää KAIKKI kustannusoptimaaliset korjausratkaisut jokaiselle konseptille siten, että alkuperäinen rakennus voidaan saneerata  mihin tahansa energiatehokkuustasoon (esim. E- lukuun 130, 120, 100 tai jopa energiatodistuksen A- luokkaan, E-luku < 75)  pienimmillä mahdollisilla elinkaarikustannuksilla • Mahdollisimman tarkkoja ja yksityiskohtaisia kustannustietoja on käytetty, jotta saadut tulokset olisivat mahdollisimman luotettavia 8
  9. 9. Kaukolämpöjärjestelmän optimointi 9
  10. 10. PILP-järjestelmän optimointi
  11. 11. Ilma-vesilämpöpumppujärjestelmän optimointi
  12. 12. Maalämpöjärjestelmän optimointi 12
  13. 13. Optimaaliset ratkaisut 1960-luvun asuinkerrostaloissa 13
  14. 14. Suositeltavat energiatehokkuustoimenpiteet maalämpöjärjestelmälle 14 Energy performance target level, E- value [kWh/m2,a] Main heating system 1 2 3 4 5 6 LCC [€/m2] IC [€/m2] 140 (minimum requirement) GSHP 94 170 0 250 2,5 No 289 150 130 (C-class) GSHP 94 170 0 250 2,5 No 289 150 120 GSHP 130 160 0 400 2,5 No 294 161 110 GSHP 150 170 0 350 1,0 No 318 199 100 (B-class) GSHP 70 160 0 150 2,5 Yes 346 251 90 GSHP 73 170 0 250 1,0 Yes 366 288 75 (A-class) GSHP 70 170 150 350 1,0 Yes 428 383 1 = power output of the heat pump system, [kW] 2 = area of PV-panels, [m2 ] 3 = thickness of additional thermal insulation of external walls, [mm] 4 = thickness of additional thermal insulation of roof, [mm] 5 = window replacement, U-value, [W/m2 K] 6 = renovation of ventilation system LCC = 25-year life-cycle costs, [€/m2 ] IC = investment costs, [€/m2 ].
  15. 15. Suositeltavat energiatehokkuustoimenpiteet kaukolämpöjärjestelmälle 15 Energy performance target level, E- value [kWh/m2,a] Main heating system 1 2 3 4 5 6 LCC [€/m2] IC [€/m2] 140 (minimum requirement) DH 170 0 300 2,5 34 No 358 111 130 (C-class) DH 170 0 300 1,0 66 No 373 151 120 DH 170 0 300 2,5 34 Yes 394 220 110 DH 170 0 300 2,5 40 Yes 394 221 100 (B-class) DH 160 0 350 1,0 60 Yes 407 259 90 DH 170 100 250 2,5 56 Yes 429 301 75 (A-class) DH 170 200 450 1,0 90 Yes 470 380 1 = area of PV-panels, [m2 ] 2 = thickness of additional thermal insulation of external walls, [mm] 3 = thickness of additional thermal insulation of roof, [mm] 4 = window replacement, U-value, [W/m2 K] 5 = area of solar collectors, [m2 ] 6 = renovation of ventilation system LCC = 25-year life-cycle costs, [€/m2 ] IC = investment costs, [€/m2 ].
  16. 16. Suositeltavat energiatehokkuustoimenpiteet PILP-järjestelmälle Energy performance target level, E- value [kWh/m2,a] Main heating system 1 2 3 4 5 6 LCC [€/m2] IC [€/m2] 140 (minimum requirement) EAHP 39 170 0 250 2,5 -2,1 354 158 130 (C-class) EAHP 39 170 0 250 2,5 -2,1 354 158 120 EAHP 39 170 0 250 2,5 -2,1 354 158 110 EAHP 39 170 0 500 1,0 -4,0 368 195 100 (B-class) EAHP 39 170 150 500 2,5 -2,3 398 255 90 EAHP 39 170 150 400 0,8 -2,1 416 298 75 (A-class) EAHP - - - - - - - - 1 = power output of the heat pump system, [kW] 2 = area of PV-panels, [m2 ] 3 = thickness of additional thermal insulation of external walls, [mm] 4 = thickness of additional thermal insulation of roof, [mm] 5 = window replacement, U-value, [W/m2 K] 6 = temperature of exhaust air, [°C] LCC = present value of life-cycle costs, 25 years, [€/m2 ] IC = investment costs, [€/m2 ].
  17. 17. Suositeltavat energiatehokkuustoimenpiteet ilma-vesilämpöpumppujärjestelmälle Energy performance target level, E- value [kWh/m2,a] Main heating system 1 2 3 4 5 6 LCC [€/m2] IC [€/m2] 140 (minimum requirement) A2WHP 70 170 0 100 2,5 No 340 149 130 (C-class) A2WHP 70 170 0 100 2,5 No 340 149 120 A2WHP 70 170 0 100 2,5 No 340 149 110 A2WHP 63 167 100 450 2,5 No 386 233 100 (B-class) A2WHP 53 170 0 500 2,5 Yes 394 258 90 A2WHP 45 170 50 450 2,5 Yes 432 327 75 (A-class) A2WHP - - - - - - - - 1 = power output of the heat pump system, [kW] 2 = area of PV-panels, [m2 ] 3 = thickness of additional thermal insulation of external walls, [mm] 4 = thickness of additional thermal insulation of roof, [mm] 5 = window replacement, U-value, [W/m2 K] 6 = renovation of ventilation system LCC = present value of life-cycle costs, 25 years, [€/m2 ] IC = investment costs, [€/m2 ].
  18. 18. Järjestelmien optimaalisten ratkaisujen vertailu, elinkaarikustannukset
  19. 19. Järjestelmien optimaalisten ratkaisujen vertailu, investointikustannukset
  20. 20. Päähuomioita tuloksista • Kun minimoidaan rakennuksen elinkaarikustannuksia, ei kannata investoida rakenteiden lisäeristämiseen • Ikkunoiden parantaminen tasoon U=1,0 W/m2K ja yläpohjaeristyksen lisääminen ainoita harkinnan arvoisia toimenpiteitä, yläpohjaeristys erityisen kannattava 20
  21. 21. Päähuomioita tuloksista • Myöskään ilmanvaihtoremontti ei ole kannattava investointi ”rahallisessa” mielessä. Toki vaikutukset sisäilman laatuun ja viihtyvyyteen tuovat lisäarvoa • Investoinnit kannattaa keskittää lämpöpumppuihin ja uusiutuvan energian tuotantoon (PV-paneelit) • Kun optimoidaan rakennuksen E-lukua • PV-paneeleiden hintakehitys tehnyt aurinkosähköjärjestelmistä harkinnan arvoisia energiatehokkuustoimenpiteitä 21
  22. 22. MOBO-optimoinnin käyttökohteet • Uudisrakennukset  miten tehdä kustannusoptimaalinen lähes nollaenergiarakennus • Korjauskohteet  korjauskonseptien määritys: 70-luvun kerrostalo, 80-luvun kerrostalot jne. • Uudis- ja korjausrakentamisen konseptikehitys  miten kannattaa rakentaa ja korjata • Erinomainen työkalu elinkaarihankkeiden tavoitteiden asettamiseen
  23. 23. MOBO-optimointi ja kustannusvaikutukset • Sijoitetun pääoman tuoton maksimointi • Investointikustannusten minimointi • Miten esim. 100 000 € investoinnilla saa varmasti parhaan mahdollisen kokonaisuuden aikaiseksi? • Herkkyystarkastelut, mm. valitun korkotason vaikutus, lähtötietojen tarkkuuden vaikutus jne.
  24. 24. Kiitos! Yhteystiedot: Tuomo Niemelä Johtava energia-asiantuntija tuomo.niemela@granlund.fi +358 40 6621274

×