EU:n päästö- ja energiaohjauksen tiekartta nollaenergiarakentamiseen ERA17 nzeb D Jarek Kurnitski

Transkriptio

1 EU:n päästö- ja energiaohjauksen tiekartta nollaenergiarakentamiseen ERA17 nzeb D3 2012

2 Rakentaminen EU:n ohjauksessa Äsken julkaistu tiekartta 2050 (Roadmap for moving to a competitive lowcarbon economy in 2050) asettaa kovia paineita korjausrakentamiselle Vaikka komission arvion mukaan 20% päästövähennystavoite 2020 mennessä on toteutumassa, energiatehokkuuden 20%(primäärienergian) tavoitteestaan ollaan nykytoimilla saavuttamassa vain puolet Tavoitteessa pysymiseksi laadittu Energiatehokkuussuunnitelma 2011 (Energy Efficiency Plan 2011) Uusia päästövähennystavoitteita: - 80 % tavoite 1990 tasosta vuoteen 2050 mennessä - 40 % välitavoite vuoteen 2030 mennessä - Sektorikohtaiset tavoitteet

3 Energiatehokkuussuunnitelma 2011 Energy Efficiency Plan 2011 Komission arvion mukaan EU on saavuttamassa vain puolet 20 prosentin energiatehokkuuden (primäärienergian) tavoitteestaan Voidaan ehdottaa laillisesti sitovia kansallisia tavoitteita vuodeksi 2020 Julkinen sektori esimerkkinä Julkishallinnon rakennusten lattiaalasta kunnostetaan vähintään 3 prosenttia vuosittain mikä on noin kaksi kertaa enemmän kuin mitä Euroopan rakennuskantaa nyt kunnostetaan Lisäksi kehotetaan jäsenmaita edistämään yksityisten rakennusten korjauksia

4 EU ilmastonmuutoksen ja energian ohjauskehys DG CLIMA: The climate and energy package - Päästökauppa keskeinen työkalu - Päästökaupan ulkopuolinen sektori (mm. liikenne ja maatalous, rakentamisen osalta öljylämmitys) - RES - CCS:n edistäminen - Kaikki nämä luovat paineita parantaa energiatehokkuutta, mutta eivät käsittele sitä suoraan. Energiatehokkuutta ohjataankin EU:n Energy Efficiency Action Plan:n kautta.

5 DG ENERGY: EUROPE 2020 initiative - Energy Efficiency Plan Energy labelling of Domestic Appliances - Energy Efficiency in Buildings EPBD recast - End-use Efficiency & Energy Services - Voluntary Agreements - Cogeneration - Combined Heat and Power - Eco-design of Energy-Using Products ErP Energiatehokkuus on nousemassa keskeiseksi asiaksi, koska päästökauppa ja RES ovat hyvin raiteilla Energiatehokkuuden ohjaus koskee negawatteja ja primäärienergia, joilla on päästöjä alentava vaikutus, mutta päästöohjaus on DG CLIMA puolella

6 Ohjaus rakennusten ja rakentamisen kannalta Lähes kaikki Suomen sähkön- ja kaukolämmön tuotanto kuuluu EU:n päästökauppajärjestelmään ja sen päästöjä ohjataan päästöoikeuksilla Päästöleikkuri käy siis 21% alle 2005 tason vuoteen 2020 mennessä täysin riippumatta siitä mitä rakentamisessa tehdään (päästökaupan ulkopuolinen sektori 10/16%) Toinen ohjauksen tukijalka RES (20/38% 2020) vaikuttaa suoraan myös rakentamiseen, vaatimalla x % uusiutuvien osuutta 2014 Rakentamisen varsinainen ohjaus tapahtuu EPBD 2002, EPBD recast 2010 kautta, kohdistuen: - energiankulutukseen (=negawatit) ja kokonaisprimäärienergian kulutukseen uudisrakentamisen ja laajojen korjausten osalta - energiatehokkuutta voidaan ohjata primäärienergian indikaattorilla, mutta voidaan ohjata myös muulla, jolloin primäärienergian indikaattori pitää myös esittää

7 100 86,8 Asuin- ja palvelurakennuskannan energiankulutus Asuin- ja palvelurakennuskannan ostoenergian kulutus vaihtoehtoisissa laskelmissa 89,2 84,0 83, ,9 66, lähtötilanne 2020 laskelma laskelma laskelma laskelma laskelma 3 TWh Muu Huoneisto- ja kiinteistösähkö Lämmityssähkö Maalämpö, sähkö Kaukolämpö Öljy, maakaasu Puu, pelletti Toteutettavissa oleva energiansäästön tavoite on noin 16 % (laskelma 1). Tällöin suunnitelmallisen normaalin korjaustoiminnan yhteydessä korjattavien rakennusosien lämmitysenergiankulutus vähennetään keskimäärin puoleen (Heljo et al. 2010).

8 Rakennuskannan energiankulutuksen kehittyminen Rakennuskannan laskelmien yleinen lähtökohta on, että keskimäärin 2 % rakennuksista korjataan vuosittain (+ poistuman oletukset) Laskelma 1: Perustarkastelussa oletetaan, että korjauksissa lämmitysenergian kulutus puolitetaan (yleinen oletus esim. VNK:n skenaarioissa) Laskelma 2: Korjauksissa ei tehdä energiansäästötoimia (tai laatutason noston energiansäästölisä on yhtä suuri kuin energiansäästö) Laskelma 3: Teoreettinen laskelma, jossa 2050 mennessä koko rakennuskanta on muutettu vuoden 2010 energiamääräysten mukaiseksi Nykyisenlaisen korjaustoiminnan on arvioitu johtavan laskelmien 1. ja 2. puoleen väliin (Heljo et al. 2010)

9 Missä säästöpotentiaali? k v e O 2 40 tc M ,9 78,5 71,0 56,7 14, Kasvihuonekaasupäästöt Suomessa v MtCO 2 ekv % Liikenne 14,7 19 % Teollisuus (ilman rakennuksia) 18,6 24 % Rakenusmateriaalit ja rakentaminen 3,4 4 % RAKENNUKSET (lämmitys ja sähkö) 27,0 34 % Maatalous, teollisuusprosessit, jätteet y 14,8 19 % Yhteensä 78,5 100 % Suomen päästöjen kehitys ja tavoitteet Tavoitteiden saavuttaminen edellyttää monia rinnakkaisia toimenpiteitä uudis- ja korjausrakentamisessa sekä keskitetyssä että hajautetussa energiatuotannossa. Rakennusten osalta (oikea taulukko) suurin vähennyspotentiaali on sähkönkäytön tehostamisessa (erityisesti sähkölämmitys yli 0,6 milj. pientalossa), öljylämmityksestä luopumisessa ja uusiutuvien lisäämisessä kaukolämmössä MtCO 2 ekv Pientalot Kerrostalot Palvelu Tuotanto YHTEENSÄ % SÄHKÖ huoneistosähkö 1,0 1,2 1,5 1,7 5,5 20 % kiinteistösähkö 0,3 0,3 0,4 0,3 1,2 4 % lämmityssähkö 3,5 0,5 1,1 1,2 6,3 23 % KAUKOLÄMPÖ 0,2 2,8 3 2,1 8,1 30 % POLTTOAINEET 0 % öljy 1,9 0,8 1,4 1,8 5,9 22 % puu ja pelletti 0,2 0,2 1 % Yhteensä 7,1 5,6 7,4 7, % % 26 % 21 % 27 % 26 % 100 %

10 Uudisrakentaminen vs. korjausrakentaminen TWh Asuin- ja palvelurakennuskannan ostoenergian kulutus jaettuna ennen vuotta 2007 rakennettuun kantaan ja uudistuotantoon nykyinen uudistuotanto rakennuskanta nykyinen uudistuotanto rakennuskanta Huoneisto- ja kiinteistösähkö Lämmityssähkö Maalämpö, sähkö Kaukolämpö Öljy, maakaasu Puu, pelletti Vuoden 2050 ostoenergian kulutuksesta muodostuu vuoden 2007 jälkeen rakennetuissa uudistuotannon rakennuksissa noin 40 % ja nykyisestä vuoden 2007 rakennuskannasta jäljellä olevissa rakennuksissa 60 %

11 Despite of reduced total energy use in 2020, electricity use will most probably continue to increase Electricity Total electrical energy use in Finland District heat Total district heat energy use in Finland h W T P1 P2 VNK A VNK C Actual h W T

12 Sähkö vs. kaukolämpö: ominaispäästöt pidemmällä tähtäimellä samat, eurot kuitenkin ratkaisevat lämmitystapavalinnan, energian kallistuminen välttämätöntä Electricity District heat Average specific emissions of electricity production Average specific emissions of district heat production h W150 /M O 2 C g k 100 P1 h 150 P2 W /M VNK A O 2 C 100 g k VNK C

13 ERA17 measures with the highest impact Net zero energy building regulation for new buildings - roadmap of code requirements for next 10 years - will mostly meet cost optimal criterion, except PV needing feed-in tariff - reasonable cost, and savings even higher compared to existing building stock Improvement of existing building stock - incentives needed, not cost efficient in buildings with district heating - cost efficient in electrically heated houses, still incentives needed to activate Integrated land use planning with increased density (UGB etc.) - almost no cost at all, savings through cheaper infrastructure - better utilization of local energy supply solutions - less vehicle km per person significant reduction in fossil fuels Built environment can use 20-35% less energy in 2050 relative to 2010 Most of investments cost effective, improving living and working quality

14 ERA17 kansallinen toimintaohjelma: yksi keskeinen toimenpide seuraavan 10 vuoden rakentamismääräysten tiekartan laatiminen kehityksen ennakoinnin helpottamiseksi Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi EPBD recast: Kaikki uudet julkiset rakennukset ovat jälkeen lähes nollaenergiataloja Kaikki uudet rakennukset ovat jälkeen lähes nollaenergiataloja Direktiiviä toimeenpanevien kansallisten säädösten tulee olla annettu ja julkaistu viimeistään Sitra 2009

15 REHVA benchmarking: 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

16 REHVA benchmarking study: incentives Summary Table of Incentives DE IT FR Hu BE SE YEAR FINANCIAL Direct Funding of Energy Repairs Financial Help for Low-Income Households Yes Yes Yes Yes Yes Stopped Yes Yes Yes No Yes No Green Loans / Soft Loans Yes Yes Yes Yes Yes No TAXES TECHNOLOG Y SPECIFIC Third Party Financing Yes Yes Yes Yes Yes No Tax Deduction Lower VAT on Labour and Materials Subsidies on Sustainable Energy Devices Feed-in Tariffs Stopped (2009) Stopping Yes Yes No Yes Yes Materials Labour & Material No Labour n.a. Yes Yes Yes Yes Yes Yes per kwh ( /kwh) Yes Yes Yes Yes No Green Certificates No Yes Yes Yes Yes n.a. n.a. OTHERS Rent Indexation (Owner-Renter Balance) 1 n.a. n.a. n.a. No n.a. No Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

17 EPBD recast Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin uusinta Setting of minimum energy performance requirements for major renovation: - The threshold of 1000 m 2 is deleted - The definition of 'major renovation is by the investment that should be more than 25% of the whole buildings value, excluding the land, e.g. the actuarial value, or more than 25% of the building envelope undergoes structural renovation Setting of requirements in respect of the overall energy performance, the proper installation, and the appropriate dimensioning, adjustment and control of the technical building systems which are installed in existing buildings Setting of minimum energy performance requirements based on calculation of cost-optimal levels : - The Commission shall establish by 30 June 2011 a comparative methodology framework - Member states shall report by 30 June 2012 By 31 Dec 2020, all new buildings are nearly zero energy buildings After 31 Dec 2018, public authorities that occupy and own a new building shall ensure that the building is a nearly zero energy building The role of the recommendations of the energy performance certificate is strengthened and clarified (incl. cost-effectiveness) Sitra 2009

18 2012 Energiapaketti uudisrakentamiseen kokonaisenergiatarkastelu/primäärienergia - julkistettiin tulevat voimaan if everyone does a little, we ll achieve only a little suurin muutos rakentamismääräysten antamisesta 1976

19 Net zero energy buildings in practice What nzeb means in practice? Energy demand/delivered energy use is reduced as much as reasonable achievable (insulation, heat recovery, heat pumps etc.) On site renewable energy production, most commonly solar PV and thermal, district heat from renewables and renewable fuels also accounted Annual balance of delivered and exported primary energy = 0 Typically a grid connected building exporting energy in summer, using delivered energy in winter Luukku house: Finnish net plus energy building in Solar Decathlon 2010 competition in Madrid Sitra 2009

20 Esimerkki aurinkoenergian tuoton laskennasta 1/2 Säteilysumma vaakasuoralle pinnalle: HKI 975, Jyväskylä 890 ja Sodankylä 791 kwh/(m 2 a) Käyttöveden lämmitys aurinkokeräinjärjestelmällä: Rakennus sijaitsee Helsingissä Keräinpinta-alaa on 8,0 m 2 (4 kpl 2,0 m 2 keräimiä) Keräimet ovat tasokeräimiä, joiden hyötysuhde h 0 =83% Keräimet on suunnattu etelään ja niitä on kallistettu 45 astetta Lämpimän käyttöveden tarve on 50 L/vrk/henkilö ja suunnittelu tehdään vastaamaan 4 hengen kulutusta Lämpimän käyttöveden lämpötila on 55 C ja kylmän veden 5 C Varaajan koko on 400 L mistä 200 L osassa on lisälämmitys, jota käytetään yökäytöllä Kiertopumppujen teho on 40 W Sitra 2009

21 Esimerkki aurinkoenergian tuoton laskennasta 2/ Energia (kwh) QT,LKV Qa,LKV Esol,in [kwh/m2] Auringonsäteily etelä, 45 astetta kallistettu pinta (kwh/m 2 ) Kuukausi QT = LKV:n kulutus, Qa = auringolla tuotettu, Esol = säteily 45 pinnalle etelään tuottoa ei käytännössä ole 5 kk meidän ilmastossa vaikka ylimitoitettu järjestelmä tuottoa ei voida enää lisätä keräinpinta-alaa kasvattamalla käyttöveden ja märkätilojen lattialämmityksiin sekä sähkötuotantoon varauksin 0 Sitra 2009

22 Japanilainen nollaenergiatalokonsepti Japanissa rakennetaan yli lähes nollaenergiataloa vuodessa PV 5000 eur/kw, esim. 4 8 kw katolle (mallitalossa myös tuulimylly) Lämmitys/käyttövesi/jäähdytys lämpöpumpuilla Järjestelmässä myös polttokenno (kaasu) ja akku (n. 6 kwh) Energiamonitori: Vasemmalla tuulen ja auringon tuotto Alhaalla akku (lataus käynnissä) Oikealla verkkosähkö ja polttokenno (polttokennoa ei voi ajaa, koska ei ole juurikaan lämmitystarvetta) Sitra 2009

23 REHVA TF nzeb system boundary DELIVERED ENERGY EXPORTED ENERGY E E E i del, i exp, i f i System boundary for nearly net zero energy building definition, connecting a building to energy networks. Net delivered energy is delivered E del,i minus exported energy E exp,i accounted separately for each energy carrier i. Primary energy E is calculated with primary energy factors f i (simplified equation with the same factors for delivered and exported energy carriers) Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

24 REHVA Task Force Nearly Zero Energy Buildings nzeb proposed definitions net zero energy building (nzeb) energy use of 0 kwh/(m 2 a) primary energy nzeb has exact performance level of 0 kwh/(m 2 a) primary energy use NOTE 1 A nzeb is typically a grid connected building with very high energy performance. nzeb balances its primary energy use so that the primary energy feed-in to the grid or other energy network equals to the primary energy delivered to nzeb from energy networks. Annual balance of 0 kwh/(m 2 a) primary energy use typically leads to the situation where significant amount of the on-site energy generation will be exchanged with the grid. Therefore a nzeb produces energy when conditions are suitable, and uses delivered energy during rest of the time. nearly net zero energy building (nnzeb) national cost optimal energy use of > 0 kwh/(m 2 a) primary energy NOTE 1 The Commission shall establish by 30 June 2011 a comparative methodology framework for calculation of cost-optimal levels (EPBD recast). nnzeb depends on national conditions Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

25 Cost optimal performance levels Source: The Buildings Performance Institute Europe (BPIE): Sitra 2009

26 Towards nnzeb in Finland Viikki Ympäristötalo, Jätkäsaari Low2No, Viikki Synergy and some other buildings have ended up that in addition to demand reduction measures about 15% of electrical energy use can be produced by PV Extra investment cost between 5 10% Current BAU level in offices is about E= (according to 2012 code, draft D3 2012), in nnzeb E 100 kwh/(m 2 a) primary energy National project for nnzeb E-value determination under preparation Preliminary EP targets for Low2No EP in OFFICES Net delivered energy use, kwh/(m 2 a) Energy carrier factor, Primary energy use, kwh(m 2 a) Space and ventilation heating 30 0,7 21 Domestic hot water (D3 2012) 6 0,7 4 Cooling (district cooling COP=1) 20 0,4 8 Fans and pumps (HVAC) Lighting Appliances (D3 2012) PV Total Sitra 2009

27 Example nnzeb Office building REHVA Task Force Nearly Zero Energy Buildings nzeb An office building in Paris a gas boiler for heating with seasonal efficiency of 90% free cooling from boreholes (about 1/3 of the need) is used and the rest is covered with mechanical cooling for borehole cooling, seasonal energy efficiency ratio of 10 is used and for mechanical cooling 3.5 Ventilation system with specific fan power of 1.2 kw/(m 3 /s) will use 5.6 kwh/(m 2 a) fan energy. a solar PV system providing 15.0 kwh/(m 2 a), from which 6.0 is utilized in the building and 9.0 is exported to the grid Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

28 Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

29 Example nnzeb Office building System boundary of net delivered energy Solar and internal heat gains/loads System boundary of delivered energy 15.0 PV electricity, from which 6.0 used in the building and 9.0 exported 1,1 0,6 3,2 NET ENERGY NEED (47.2 kwh/(m 2 a)) Appliances (users') Lighting 10,8 10 Heat exchange through the building envelope 21,5 Space heating Heating of air in AHU Cooling in room units Cooling of air in AHU NET ENERGY NEED (47.2 kwh/(m 2 a)) 3.8 heating 11.9 cooling 21.5 appliances 10.0 lighting BUILDING TECHNICAL SYSTEMS Boiler 3.8/0.9 = 4.2 Free cooling 4.0/10 = 0.4 Compressor cooling 7.9/3.5 = 2.3 Ventilation 5.6 Appliances 21.5 Lighting 10.0 (Sum of electricity 39.8) DELIVERED ENERGY Fuel 4.2 Electricity 33.8 EXPORTED ENERGY Electricity 9.0 y e rg n e d re e e liv t d e N Primary energy: 4.2*1.0 + ( )*2.5 = 66 kwh/(m 2 a) Electricity use of cooling, ventilation, lighting and appliances is 39.8 kwh/(m 2 a) Solar electricity of 15.0 kwh/(m 2 a) reduces the net delivered electricity to 24.8 kwh/(m 2 a) Net delivered fuel energy (caloric value of delivered natural gas) is 4.2 kwh/(m 2 a) and primary energy is 66 kwh/(m 2 a) Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations

30 Lähes nollaenergiarakentamiseen 10 vuodessa

31 Muutoksen alla olevat määräysosat D3 Rakennusten energiatehokkuus MÄÄRÄYKSET - kokoaa kaikki energiatehokkuusvaatimukset yhteen määräysosaan - kokonaisenergiavaatimus keskeisessä roolissa D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta OHJEET - laskennallinen ohje C3 Rakennusten lämmöneristys - yhdistyy D3:een D2 Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto MÄÄRÄYKSET JA OHJEET - energiatehokkuusvaatimukset siirtyvät D3:een C4 Lämmöneristys OHJEET - lambda/u-arvot yhtenäistetään EN-standardien kanssa - liitosten kylmäsillat lisätty

32 Kokonaisenergiavaatimus E-luku Keskeinen ohjaava vaatimus kokonaisenergiavaatimus = vaatimus lopputuloksen energiatehokkuudelle Esitetään E-lukuna kwh/(m 2 a), jossa järjestelmät ja energiamuodot mukana Keinot energiatehokkuuden saavuttamiseksi vapaat Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuus (tasauslaskelma vertailuarvoilla, ei muutoksia) toimi perälauta-arvona, ei ole yleensä ohjaava, myös kompensaatiorajoitukset poistuneet

33 Määräysten mukaisuuden osoittaminen rakennuslupa haettaessa Energiaselvitys: energiankulutus/energialaskelma arvio kesäaikaisesta huonelämpötilasta lämpöhäviön määräystenmukaisuus (tasauslaskelma Excel-pohjalla) ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho lämmitysteho energiatodistus Energiaselvitys: energialuku/energialaskelma kesäaikaisen huonelämpötilan simulointi, pientaloissa ei tarvita lämpöhäviön määräystenmukaisuus (tasauslaskelma Excel-pohjalla) lämmitysteho energiatodistus 2012 tarvitaan edelleen energialaskelma, joka voidaan ei jäähdytetyissä rakennuksissa tehdä D5:n avulla, pientaloissa helpotuksena kesäaikaisen huonelämpötilan laskelman poistuminen

34 D3/D5 muutokset viitteellisesti Kokonaisenergiavaatimus kwh/m 2 = energiamuotojen kertoimilla painotettu netto-ostoenergia Järjestelmät ja tuotto mukana Kylmäsillat mukana Standardoitu käyttö Sisäilmasto Sisäiset kuormat Käyttöajat Laskentasäännöt Vaatimukset laskentatyökaluille Vaatimukset kesäaikaiselle huonelämpötilalle Rakennusvaipan ilmanpitävyyden vaatimus Vaatimukset mittaroinnille Ei muutoksia: Tasauslaskenta Johtuminen IV-lämmöntalteenotto Vuotoilmanvaihto U-arvot ja LTO Vertailuarvot Sallitut max. arvot LTO poistoilmasta 45%

35 Kokonaisenergiatarkastelun aiheuttama rakenteellinen muutos 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)

36 2012 määräysvalmistelussa käynnistettyjä kehityshankkeita Ympäristöministeriön ja Sitran Energiaohjelman rahoittamana 1. Energiamuodon huomioon ottaminen määräyksissä: päästö- ja primäärienergiakertoimien taustaselvitys 2. Laskennassa käytettävien säätietojen tarkistaminen: uuden energialaskennan testivuoden kehittäminen 3. Kylmäsiltojen huomioon ottaminen määräyksissä taulukkoarvoilla + yksityiskohtaisempi laskentaopas 4. Lämmitys- ja LKV- järjestelmien hyötysuhteiden taulukkoarvojen päivitys + yksityiskohtaisempi laskentaopas 5. Aurinkolämmön ja -sähkön laskentaohjeet + laskentaopas 6. Lämpöpumppujen laskentaohjeet + laskentaopas 7. Jäähdytysjärjestelmien laskentaohjeet + laskentaopas 8. Määräysvalmistelun projektisihteeri E-lukujen vaatimustasojen arviointiprojekti RT

37 Energiatehokkuuden määritelmät kokonaisenergiatarkastelua varten Auringon säteily ikkunoiden läpi RAKENNUKSEN ENERGIANTARVE Lämmitys Jäähdytys Ilmanvaihto Käyttövesi Valaistus Laitteet Lämpöhäviöt Netto-ostoenergian kulutuksen taseraja Ostoenergian kulutuksen taseraja NETTOTARPEET lämmitysenergia jäähdytysenergia sähkö Uusiutuva omavaraisenergia TEKNISET JÄRJESTELMÄT Järjestelmähäviöt ja -muunnokset OSTOENERGIA sähkö kaukolämpö kaukojäähdytys polttoaine MUUALLE VIETY ENERGIA sähkö lämmitysenergia jäähdytysenergia Netto-ostoenergia (sähkö, kaukolämpö, kaukojäähdytys, polttoaineet) Nettotarve (huonelämpötilan ylläpito) Kulutus (järjestelmät) Kiinteistökohtainen tuotanto Ostoenergia (järjestelmien kulutus katetaan ostoenergialla) Muualle viety energia Netto-ostoenergia Energiamuotojen kertoimet Energialuku 10 kwh nettotarve Lattialämmitys 85%: 11,8 kwh kulutus Lämpöpumppu 3,5: 3,4 kwh ostoen. Energiamuodon kerroin 1,7 Energialuku 5,7 kwh

38

39 Kesäajan huonelämpötilan hallinta Kesäajan huonelämpötilaa rajoitetaan: - niin, että jäähdytysrajan arvoa (asunnot 27 C, muut 25 C) ei saa ylittää enemmän kuin 150 astetuntia 1. kesäkuuta ja 31. elokuuta välisenä aikana energialaskennan testivuodella laskettuna (uusi testivuosi) vaatimuksenmukaisuus osoitetaan eri tilatyyppien lämpötilasimuloinnilla pientaloissa lämpötilatarkastelua ei tarvita lisäksi loma-asunnoissa ja rakennuksissa, joille ei ole E-luvun vaatimusta ei tarvitse suorittaa kesäajan huonelämpötilan laskentaa

40 Energiatehokkuuden mittarointi Energiatehokkaan ylläpidon edellytysten varmistamiseksi paljon uusia mittarointivaatimuksia: - sähkönmittaus, josta saadaan tieto rakennuksen koko sähköenergiankulutuksesta - lämmitysjärjestelmän ostoenergian kulutus - lämpimän käyttöveden kulutuksen mittaus ja tarvittaessa lämpimän käyttöveden kiertopiirin paluun vesivirran ja lämpötilan mittauksella (muut kuin pientalot) - ilmanvaihtojärjestelmän ja jäähdytysjärjestelmien sähkönkulutukset mitataan erikseen - muissa kuin asuinrakennuksissa kiinteän valaistusjärjestelmän energiankulutus mitataan erikseen - muiden kuin asuinrakennusten ilmanvaihtojärjestelmä varustetaan rakennuksen ilmanpitävyyden mittausvalmiudella

41 D3 kokonaisenergiankulutuksen vaatimus

42 EP-value comparison, 2008 data The figure shows maximum allowed delivered energy without household electricity (i.e. delivered energy to heating, hot water and ventilation systems) in each country for fossil fuel or electrical heating in 140 m 2 house In the comparison, the degree-day corrected data is used, all values are corrected with 17 C degreedays to Copenhagen Component-based regulations causes significant penalties for Finland The data represents the situation in 2008, and is not up to date, due to regulation changes in Denmark, Sweden and Finland Max allowed delivered energy, kwh/(m 2 a) Oil or gas boiler Electrical heating Source: Kurnitski J. Contrasting the principles of EP requirements and calculation methods in EU member states. REHVA journal, December 2008, Denmark Norway Sweden Estonia Germany Finland New reg. from

43 Denmark and Sweden 2010, Finland 2012-draft, others Max allowed delivered energy, kwh/(m 2 a) Oil or gas boiler Electrical heating 0 Denmark Norway Sweden Estonia Germany Finland

44 Denmark and Sweden 2010, Finland 2012, others Max allowed delivered energy, kwh/(m 2 a) Oil or gas boiler Electrical heating 0 Denmark Norway Sweden Estonia Germany Finland

45 Energiamuotojen kertoimet Rakentamisen ohjauksen kertoimet Teoriassa useita eri tapoja määrittää kertoimet (primäärienergia, päästöt, hinta, kapasiteetti, suomalainen/eurooppalainen markkina, skenaariot ) Ottavat huomioon erityisesti primäärienergian (EPBD), mutta myös päästöt ja kapasiteettipulan sekä korreloivat energian hinnan kanssa Energiajärjestelmän edistyksellisyys ja tulevat investoinnit päästöleikkauksiin otettu huomioon sähkön ja kaukolämmön kertoimissa Sähkö 1,7 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1,0 Uusiutuvat polttoaineet 0,5

46 Energiatehokkuusdirektiivin mukainen kokonaisprimäärienergiakerroin pysy lähes vakiona (TKK KesEn -tutkimus) Tarkoituksellisesti on valittu energiamuodon kerroin eikä primäärienergiakerroin, mikä mahdollistaa sähkön kertoimen alentamisen

47 Tavoitteellinen ohjausvaikutus Estetään rakentaminen, joissa rakennuttajien säästämät investointikustannukset on siirretty käyttäjien maksettavaksi suurien energialaskujen muodossa Energiamuotojen kertoimet ohjaavat rakentamaan lämmitystapojen osalta muuntojoustavia rakennuksia vesikiertoisilla järjestelmillä Näin mahdollistetaan lämmitystapojen helppo vaihtaminen tarvittaessa tulevaisuudessa, uusien energiatuottojärjestelmien tai energian hinnan muutosten yhteydessä Kiinteällä sähkölämmityksellä tehtävissä rakennuksissa kokonaisenergiavaatimus varmistaa, että näissäkin rakennuksissa käytetään sähköä erittäin tehokkaasti, mikä luo edellytykset sähkölämmityksen toimivuudelle tulevaisuudessa

48 D3 rakennusten standardikäytön määritelmä Rakennustyyppi Käyttöaika Käyttö- Valaistus Laitteet Ihmiset a Henkilötiheys kellonaika h/24h d/7d aste, - W/m 2 W/m 2 W/m 2 m 2 /hlö Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalo 00:00-24: ,6 8 b Asuinkerrostalo 00:00-24: ,6 11 b Toimistorakennus 07:30-18: ,65 12 c Liikerakennus 08:00-21: c Majoitusliikerakennus 00:00-24: ,3 14 c Opetusrakennus ja päiväkoti 08:00-16: ,6 18 c Liikuntahalli 08:00-22: ,5 12 c Sairaala 00:00-24: ,6 9 c a ei sisällä latenttia lämpöä, kokonaislämmönluovutus saadaan jakamalla kertoimella 0,6 b asuinrakennusten valaistuksen käyttöaste on 0,1 c ohjearvo uudisrakennuksille ellei tarkempaa tietoa ole käytettävissä. c pienempää valaistuksen tehoa voi käyttää, mikäli valaistustaso säilyy ja siitä esitetään erillisselvitys. Rakennustyyppi LKV:n ominaiskulutus Lämmitysenergia l/(m 2 a) kwh/(m 2 a) Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalot ,0 Asuinkerrostalo ,0 Asuinkerrostalo, huoneistokohtainen veden mittaus ,0 Toimistorakennus 103 6,0 Liikerakennus 68 4,0 Majoitusliikerakennus ,0 Opetusrakennus ja päiväkoti ,0 Liikuntahalli ,0 Sairaala ,0

49 2012 vaatimustason kiristäminen Energiatehokkuusvaatimusten 20 %:n kiristyksen ajatellaan tapahtuvan ensisijaisesti niin, että nykyisiä rakennuksen vaipan ja ilmanpitävyyden vertailuarvojen vaatimuksia ei tarvitse muuttaa. Kokonaisenergiatarkastelu mahdollistaa kokonaisvaltaisen suunnittelun, jolla energiatehokuutta voidaan parantaa muilla keinoilla. Sellaisia muita keinoja ovat muun muassa: - rakennuksen massoittelu ja aukotus - tarpeenmukaisesti ohjattujen teknisten järjestelmien käyttäminen - uusiutuvan omavaraisenergian hyödyntäminen - energiamuotojen valinta - kylmäsiltojen minimointi - passiiviset auringonsuojausratkaisut ja muut luonnonilmiöitä hyödyntävät ratkaisut - suunnitteluratkaisujen kokonaisoptimointi

50 2012 energiatehokkuuskonseptit toimistoissa 2010 vaipan umpiosat hyvä suunnittelun lähtökohta Nykyisellä LTO käytännöllä (75-80%) saavutetaan 190 taso (2,0 k.) Jos tiukemmat tavoitteet, niin lukuisia ratkaisuja, joilla nyt ei ole merkitystä määräysten mukaisuuden osoittamisessa: - Valaistuksen läsnäolo ja päivävalo-ohjaukset - Erillispoistojen lämmön talteenotto - Ilmanvaihdon ominaissähköteho matalapainejärjestelmät - Tarpeenmukainen ilmanvaihto - Porareikälämmitys/viilennys (passiivinen tai lämpöpumput) - Lasitusten ja auringonsuojauksen optimointi lämmitys- ja jäähdytysenergian minimin kannalta Sähkön kerroin 2,0 antaa sähköä säästäville toimenpiteille suurimman vaikuttavuuden

51 Toimistorakennus 1 Laajuus bruttoala 7592 m2, nettoala 7090 m2 Ikkunoiden osuus ulkoseinästä 39 % Vertailutason E-luku: 213 kwh/(m 2,a) Saavutettu E-luku: 188 kwh/(m 2,a) LTO parannus, suunnitelmien mukainen (kiekot, lämpötilasuhde 0,75, vuosihyötysuhde 60%) Valaistusteho suunnitelmien mukaiset, tilatyyppikohtainen (toimistot 11 W/m2, huoneissa läsnäolo-ohjaus (kerroin 0,9)) Suuri ulkovaippa Isot ikkuna-alat Ei parkkihallia rakennuksen alla