2012 03-23-kurnitski-energiatehokkuus-su lvi

1,125 views

Published on

Suomi vs. muut maat

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,125
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
4
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

2012 03-23-kurnitski-energiatehokkuus-su lvi

  1. 1. 2012 määräysten menetelmälläkustannusoptimaalisuuden kautta lähesnollaenergiarakentamiseen 2019/202123.3.2012 Jarek Kurnitski
  2. 2. Towards nZEB:• Roadmap of some countries towards nearly zero energy buildings to improve energy performance of new buildings• Many countries have prepared long term roadmaps with detailed targets• Helps industry to prepare/commit to the targets Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations
  3. 3. ERA17 kansallinen toimintaohjelma:yksi keskeinen toimenpide seuraavan 10 vuoden rakentamismääräystentiekartan laatiminen kehityksen ennakoinnin helpottamiseksiwww.era17.fiRakennusten energiatehokkuusdirektiivi EPBD recast:Kaikki uudet julkiset rakennukset ovat 31.12.2018 jälkeen lähes nollaenergiatalojaKaikki uudet rakennukset ovat 31.12.2020 jälkeen lähes nollaenergiatalojahttp://eur-lex.europa.eu/JOHtml.do?uri=OJ:L:2010:153:SOM:FI:HTMLhttp://ec.europa.eu/energy/efficiency/buildings/buildings_en.htmDirektiiviä toimeenpanevien kansallisten säädösten tulee olla annettu ja julkaistu viimeistään 9.7.2012 Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  4. 4. Rakentamismääräysten kehittyminen C3 1976 C3 1978 C3 1985 C3 2003 C3 2007 C3 2010 D3 2012Ulkoseinä, W/(m2 K) 0,40 0,29 0,28 0,25 0,24 0,17 0,17Yläpohja, W/(m2 K) 0,35 0,23 0,22 0,16 0,15 0,09 0,09Maanvarainen alapohja, W/(m2 K) 0,40 0,40 0,36 0,25 0,24 0,16 0,16Ikkuna, W/(m2 K) 2,1 2,1 2,1 1,4 1,4 1,0 1,0Lämpöhäviön kompensaatioraja, % 10 20 30 vapaaIlmanpitävyys 50 Pa paine-erolla n50 = 4,0 n50 = 4,0 n50 = 4,0 q50 = 4,0LTO:n vuosihyötysuhde, % 30 30 45 45Iv:n ominaissähköteho, kW/(m 3/s) 2,5 2,5 2,5 2,0E-luku 150 m2 talolle, kWh/(m2 a) 162 Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  5. 5. Vuosi 2008:Rakentamismääräykset 2012(Vapaavuori, Asuntoforum 2008) Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  6. 6. Source: Kurnitski J. ContrastingEPBD 2002, EuP 2005, RES 2008, EPBD recast 2010 the principles of EP requirements and calculationhave resulted regulation revisions in 2-3 years interval methods in EU member states. REHVA journal, December Finland 2012 2008, 22–28. Denmark Italy Primary en. or CO2 em. Belgium Greece UK Germany Hungary France Spain Estonia EP requirements Netherlands Portugal Energy Austria frame Czech Sweden Poland Latvia Norway Slovenia components Finland For Lithuania Hourly Dynamic Monthly simplified simulation Calculation methods • Situation in the member states after EPBD implementation in June 2008 regarding EP requirements for new buildings and calculation methods • In the figure, the most developed available calculation method is shown; in many countries simplified methods may used in parallel or for some building type Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  7. 7. Energiatodistus: virallisesti laskettu ja todellinen energiatehokkuus 2-kerroksinen kompakti pientalo 145 m2 D5:n ja energiatodistuksen asetuksen mukaisesti laskettunaLaskentatapaus ET-luku, Ostoenergia, CO2-päästöt, U-arvo, LTO 2 ulkoseinät hyötysuhde kWh/br.m ,a ET-luokka - kWh/br.m2,a kgCO2/br.m2,aPerustapaus suoralla sähkölämmityksellä 0.24 60 181 C 176 70Perustapaus maalämpöpumpulla 0.24 60 187 C 106 42Sähkölämm., parannettu n50, LTO ja U-arvot 0.19 80 146 A 140 56Maalämpö, parannettu n50, LTO ja U-arvot 0.19 80 153 B 89 36 Nykyinen virallinen energiatehokkuustarkastelu johtaa päästöjen kasvuun kun lämmitystapaa ja primäärienergian käyttöä ei oteta huomioon (TKK, LVI-tekniikka – 2008)
  8. 8. 2012 Energiapaketti uudisrakentamiseen –kokonaisenergiatarkastelu/primäärienergia- julkistettiin 30.3.2011- tulevat voimaan 1.7.2012 http://www.withouthotair.com/ “if everyone does a little, we’ll achieve only a little” … suurin muutos rakentamismääräysten antamisesta 1976 … Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  9. 9. Kokonaisenergiavaatimus – E-luku• Keskeinen ohjaava vaatimus kokonaisenergiavaatimus = vaatimus lopputuloksen energiatehokkuudelle• Kokonaisenergiankulutus esitetään suorituspohjaisella E-luvulla, joka lasketaan rakennukseen ostettavien energioiden ja energiamuotojen kertoimien tulona ja ilmaistaan kWh/(m2 a) yksiköllä• Keinot energiatehokkuuden saavuttamiseksi vapaat• Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuus (tasauslaskelma vertailuarvoilla, ei muutoksia) toimi perälauta-arvona, ei ole yleensä ohjaava, myös kompensaatiorajoitukset poistuneet Energiamuodon kerroin Sähkö 1,7 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1 Uusiutuvat polttoaineet 0,5 Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  10. 10. D3 2012 kokonaisenergiavaatimuksetKäyttötarkoitusluokka E-lukuvaatimus kWh/m2 vuodessaLuokka 1 Pientalo Pinta-alan mukaan Rivitalo 150Luokka 2 Asuinkerrostalo 130Luokka 3 Toimistorakennus 170Luokka 4 Liikerakennus 240Luokka 5 Majoitusliikerakennus 240Luokka 6 Opetusrakennus ja päiväkoti 170Luokka 7 Liikuntahalli (pois lukien uima- ja jäähalli) 170Luokka 8 Sairaala 450Luokka 9 Muut rakennukset ja määräaikaiset E-luku on laskettava, mutta sille ei rakennukset ole asetettu vaatimusta 220 204 204 200 E-luku kWh/(m2 a) 180 162 160 152 Pientalojen vaatimus 140 120 100 100 150 200 250 300 Lämmitetty nettoala, m 2 Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  11. 11. D3 taseraja Ostoenergian (järjestelmien) energiankulutuksen taseraja Auringon säteily ikkunoiden läpi Uusiutuva oma- varaisenergia Lämpökuorma ihmisistä TILOJEN TEKNISET OSTOENERGIA ENERGIANTARVE NETTOTARPEET JÄRJESTELMÄT sähkö Lämmitys lämmitysenergia Jäähdytys kaukolämpö Ilmanvaihto jäähdytysenergia kaukojäähdytys Käyttövesi Järjestelmähäviöt Valaistus sähkö ja -muunnokset polttoaineet Kuluttajalaitteet uusituvat ja uusiutumattomat Lämpöhäviöt• Ei ole lainsäädäntöä verkkoon syöttämiselle – netto-ostoenergian taseraja jätettiin sen takia pois• Nollaenergiatalojen tekemiseksi pitää olettaa verkkoon syöttäminen Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  12. 12. D3 luonnos: Energiatehokkuuden määritelmätkokonaisenergiatarkastelua varten Netto-ostoenergian taseraja Ostoenergian (järjestelmien) energiankulutuksen taseraja • Nettotarve (huone- Auringon säteily ikkunoiden läpi Uusiutuva oma- lämpötilan ylläpito) Lämpökuorma ihmisistä varaisenergia • Kulutus (järjestelmät)TILOJEN OSTOENERGIA • Uusiutuva omavarais-ENERGIANTARVE NETTOTARPEET sähkö energia (sähkö, kaukolämpö, kaukojäähdytys, polttoaineet)Lämmitys TEKNISET lämmitysenergia • OstoenergiaJäähdytys JÄRJESTELMÄT kaukolämpöIlmanvaihto jäähdytysenergia (järjestelmien kulutus kaukojäähdytys Netto-ostoenergiaKäyttövesiValaistus sähköLaitteet Polttoaine uusituvat / uusiutumattomat katetaan ostoenergialla) Järjestelmähäviöt Lämpöhäviöt ja -muunnokset • Muualle viety energia MUUALLE VIETY • Netto-ostoenergia ENERGIA sähkö • Energiamuotojen lämmitysenergia kertoimet jäähdytysenergia • Energialuku 10 kWh Lattialämmitys 85%: Lämpöpumppu 3,5: Energiamuodon E-luku nettotarve 11,8 kWh kulutus 3,4 kWh ostoen. kerroin 1,7 5,7 kWh © Sitra
  13. 13. Kokonaisenergiatarkastelun aiheuttama rakenteellinenmuutos• Mahdollistavat määräykset• Avoin laskentamenetelmä – kv. uutuusarvoakin!• Läpinäkyvyyden varmistaminen: - Pakolliset laskennan lähtötiedot rakennustyypin standardikäytön määrittelemänä (sisäilmasto, lämpökuormat, käyttöajat, ym. D3) - Laskentasäännöt siitä, mitkä asiat otetaan laskennassa huomioon (läpinäkyvyys, yksinkertaistukset, ei ylimonimutkaisteta, D3)• Markkina- ja kehityshenkisyys: - Vaatimukset laskentatyökaluille (D3) - Ei ole virallista, uusia innovatiivisia ratkaisuja rajoittava menetelmää (kaupalliset laskentatyökalut) Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  14. 14. Energiatodistus: How to integrate nZEB into energy certificate scale? nZEB as technically reasonable achievable cost optimal for new buildings, category B or C req. for new buildings (typically not cost optimal yet) Revision of certificates scales needed: • Cost optimal requirements for new buildings cannot be any more in D category, as calculated for 30 years period with 3% interest rate • Existing A may be split (A+, A++) or changed Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations
  15. 15. Source: Kurnitski J. Contrasting theVaatimustasojen vertailu – pientalot principles of EP requirements and calculation methods in EU member states. REHVA journal, December 2008, 22–28.• Osassa maissa primäärienergialle ja Updated data 2012 osassa ostoenergialle• Käyttäjän sähkö osassa mukana•  voidaan verrata suurinta hyväksyttyä 140 ostoenergian kulutusta ilman Öljy tai kaasu käyttäjäsähköä 120 Sähkölämmitys• Tilojen lämmitys normeerattu lämmöntarveluvulla S17, kaikki 100 Ostoenergia, kWh/(m2a) Kööpenhaminaan 80• Kuvassa suurin hyväksytty ostoenergian kulutus ilman 60 kuluttajasähköä ja valaistusta kussakin maassa (tilojen, iv ja LKV 40 lämmitys, LVI-sähkö)• Oletukset: 20 - 150 m2 talo 0 - LKV nettotarve oletettu kaikissa 25 kWh/(m2a) Tanska Norja Ruotsi Viro Saksa Suomi - puhallinsähkönkulutus 5 kWh/(m2a) + kiertopumppu 3 kWh/(m2a) - jäljelle jäänyt tilojen ja ilmanvaihdon lämmitys on normeerattu Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  16. 16. Pientalo maalämpöpumpulla 250 Maalämpö 200 Nettoenergian tarve, kWh/(m 2a) 150 100 50 0 Tanska Norja Ruotsi Viro Saksa Suomi• Suurin hyväksytty lämmitysenergian nettotarve tilojen, ilmanvaihdon ja käyttöveden lämmitykseen eri maissa maalämpöpumppulämmityksen tapauksessa - vuoden keskimääräinen lämpökerroin 3,5 tilojen ja iv lämmitykselle ja 2,5 LKV lämmitykselle - lämmitysenergian nettotarpeet on normeerattu lämmöntarveluvuilla Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  17. 17. Asuinkerrostalo ja toimistorakennus 160 Kerrostalo 140 Toimistorakennus Ostoenergia, kWh/(m2a) 120 100 80 60 40 20 0 Tanska Norja Ruotsi Viro Saksa Suomi• Suurin hyväksytty ostoenergian kulutus kaukolämmitetyissä asuin- kerrostaloissa ja toimistorakennuksissa - Lämmitysenergian kulutus on normeerattu lämmöntarveluvuilla - Ostoenergian kulutus sisältää tilojen, ilmanvaihdon ja käyttöveden lämmityksen, jäähdytyksen ja LVI-sähkön kerrostaloissa ja lisäksi valaistuksen toimistoissa - Kuluttajalaitteet ja kerrostaloissa myös valaistus eivät sisälly kulutukseen Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  18. 18. Lähes nollaenergiarakentamisen osaamisen kehittäminen SitranEnergiaohjelman ja Ympäristöministeriön yhteistyössä1. 2012 energiamääräykset RakMk D3 2012, D5 2012 ja C4 20122. Energiamuodon huomioon ottaminen määräyksissä: päästö- ja primäärienergiakertoimien taustaselvitys3. Laskennassa käytettävien säätietojen tarkistaminen: uuden energialaskennan testivuoden kehittäminen4. Kylmäsiltojen huomioon ottaminen määräyksissä taulukkoarvoilla + yksityiskohtaisempi laskentaopas5. Lämmitys- ja LKV- järjestelmien hyötysuhteiden taulukkoarvojen päivitys + yksityiskohtaisempi laskentaopas6. Aurinkolämmön ja -sähkön laskentaohjeet + laskentaopas7. Lämpöpumppujen laskentaohjeet + laskentaopas8. Jäähdytysjärjestelmien laskentaohjeet + laskentaopas9. 2012 E-lukujen vaatimustasojen arviointiprojekti – RT10. …• Myös muita oppaita kuten RIL:n matalaenergiaoppaat Jarek Kurnitski Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  19. 19. Example – nZEB Office building System boundary of net delivered energy System boundary of delivered energy Solar and internal 15.0 PV electricity, from which 6.0 used heat gains/loads in the building and 9.0 exported NET ENERGY NEED (47.2 kWh/(m2 a)) NET ENERGY NEED Appliances BUILDING TECHNICAL (47.2 kWh/(m2 a)) (users) SYSTEMS 10,8 Lighting Boiler DELIVERED ENERGY 3.8 heating 3.8/0.9 = 4.2 Space Fuel 4.2 21,5 heating Free cooling 1,1 Heating of 11.9 cooling 0,6 4.0/10 = 0.4 3,2 air in AHU Compressor cooling Cooling in 21.5 appliances Electricity 33.8 Net delivered energy room units 7.9/3.5 = 2.3 Cooling of 10.0 lighting Ventilation 5.6 10 air in AHU Appliances 21.5 Heat exchange Lighting 10.0 through the (Sum of electricity 39.8) building envelope EXPORTED ENERGY Electricity 9.0 Primary energy: 4.2*1.0 + (33.8-9.0)*2.5 = 66 kWh/(m2 a) • Electricity use of cooling, ventilation, lighting and appliances is 39.8 kWh/(m2 a) • Solar electricity of 15.0 kWh/(m2 a) reduces the net delivered electricity to 24.8 kWh/(m2 a) • Net delivered fuel energy (caloric value of delivered natural gas) is 4.2 kWh/(m2 a) and primary energy is 66 kWh/(m2 a)Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations
  20. 20. Pariisi, Elithis Tower• Koneellinen tulo- ja poisto LTO• Jäähdytyspalkit• Yötuuletus, atrium poistona• Adiabaattinen + kompressorijäähdytys• Pyöreä muoto + ulkoinen auringonsuojaus Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra
  21. 21. Ympäristötalo, ViikkiSuomen ensimmäinen nZEB toimisto, E=85 © Sitra
  22. 22. Ympäristötalo, Viikki • Kaksoisjulkisivu etelään aurinkopaneeleilla • Likaisten tilojen iv LTO 80%, SFP 1,4-1,6 • Tarpeenmukainen iv ei toimistotiloissa • Valaistuksen vakiovalo-ohjaus, 7 W/m2 • Porareikäjäähdytys 11 kWh/(m2 a) tuottoE-luku 85 (2012 vaatimus 170)E-luvun puolittamisen lisäkustannus 3...4% Energian Osto- Energia- E-luku nettotarve energia muodon kWh/(m2 a) kWh/(m2 a) kerroin, - kWh/(m2 a)Tilojen ja ilmanvaihdon lämmitys 26,6 32,2 0,7 22,6Lämpimän käyttöveden lämmitys 4,7 6,1 0,7 4,3Jäähdytys 10,6 0,3 1,7 0,5Pumput ja puhaltimet 9,4 9,4 1,7 16,0Valaistus 12,5 12,5 1,7 21,3Käyttäjäsähkö 19,3 19,3 1,7 32,7 23.3.2012PV -7,1 1,7 -12,0Yhteensä 83 73 85 © Sitra
  23. 23. Ilmastointi ja valaistus• 3 pääilmankäsittelykonetta/ 4-kuilua: - 2,4, 4,2 ja 4,0 m3/s LTO lämpötilasuhde 80, 79 ja 78% - 0,5 m3/s WC-ryhmän oma iv-kone pyörivällä siirtimellä 80 % - liene maailmanennätys) - CAV iv-koneet SFP 1,4-1,6 ja VAV iv-kone SFP 1,8• Kerroskohtaiset säätöpellit, IMS säätö muualla kuin toimistohuoneissa• Valaisimet T5-loisteputkilla valaistuksen tason säädöllä, asennetun valaistusteho 7 W/m2• Suuremmissa tiloissa päivänvalo- ja läsnäolo-ohjaus eli ns. vakiovalosäätö• Huonetoimistossa on läsnäolo-ohjaus ja lisäksi valaisimissa valaistustason käsisäätömahdollisuus © Sitra
  24. 24. Huonelaitteet • Aktiivipalkit huone- ja avotoimistoissa (CAV) • Passiivipalkit muissa tiloissa (mahdollistavat 24 h jäähdytyksen, mikä tarvitaan rajallisen vapaajäähdystehon tapauksessa) • Jäähdytystehon tarve max 40 W/m2 © Sitra
  25. 25. 2012 – kustannusoptimaalisuus – lähes nolla 2021• 7-9 vuotta aikaa lähes nollaenergiarakentamiseen vaikka missään ei vielä tarkkaan tiedetä mitä se on• EPBD recast vaatii samalla kustannustehokkuutta ja lähes nollaenergiarakentamista: - Kustannusoptimaalisuus on ensimmäinen askel lähes nollan suuntaan - Sujuvaksi siirtymiseksi lähes nollaan, komission mukaan tavoitteita on tarvittaessa yhteen sovitettava, koska nykyisen käsityksen mukaan lähes nolla ei ole kustannustehokas, ellei siten riittäviä kannustimia ole tarjolla• Nykyisten (2012) E-lukujen kustannusoptimaalisuuden tarkastelu kesään mennessä - lisäaika: koska asetus julkaistiin 21.3.2012, siitä vuosi aika raportoida komissiolle• 2015 mennessä annettava välitavoitteet uusille rakennuksille – tiekartta tarvitaan siis direktiivinkin vaatimana, myös keskeinen ERA17 toimenpide• Uudet määräykset D3 2012 ovat ”nollaenergiakelpoisia” ja näissä on kv- uutuusarvoakin mm. innovatiivisten järjestelmien käsittelyn ja kaupallisten laskentatyökalujen osalta• Lähes nollaenergiarakentaminen edellyttää verkkoon syöttämisen pelisääntöjen selkeyttämistä – muualle viety energiaa ei ole 2012 taserajassa vielä mukana• Tekninen nZEB rakentamisen valmius syntymässä pilottihankkeiden sekä suunnittelu- ja laskentaohjeistuksen valmistumista myöten Jarek Kurnitski 23.3.2012 © Sitra

×