Passiivitalo. Jyri Nieminen VTT

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Passiivitalo. Jyri Nieminen VTT"

Antero Elstelä
9 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Passiivitalo VTT

Tulevaisuuden muutokset Haaste: Ilmastonmuutoksen pysäyttäminen

Muutokset lähitulevaisuudessa 2010: Asuinrakennusten energiantarve

primäärienergia otetaan huomioon EU 2015: Uudistaloilla ei

kwh/m 2 Muutosten merkitys: 2010 lähes nykyinen matalaenergiataso

2 Tulevaisuuden muutokset Haaste: Ilmastonmuutoksen pysäyttäminen edellyttää CO2 päästöjen vähentämistä vuoteen 2050 mennessä 90% Muutokset lähitulevaisuudessa 2010: Asuinrakennusten energiantarve % nykytasosta 2012: Kokonaisenergiatarkastelu, jossa primäärienergia otetaan huomioon EU 2015: Uudistaloilla ei lämmitys tai jäähdytystarvetta Vuositasolla ostoenergian tarve 0 kwh/m 2 Muutosten merkitys: 2010 lähes nykyinen matalaenergiataso 2012 energialähteiden CO 2 päästöt 2015 passiivitalotaso, energian tuotto rakennuksissa 2

.. 40% nykytasosta 2012: Kokonaisenergiatarkastelu, jossa primäärienergia otetaan huomioon EU 2015: Uudistaloilla ei lämmitys tai

Ilmasto on haaste Rakentamismääräysten mukaiset suunnittelulämpötilat lämmitysteholle Etelä Suomi: 26 o C Keski Suomi: 28.

3 Ilmasto on haaste Rakentamismääräysten mukaiset suunnittelulämpötilat lämmitysteholle Etelä Suomi: 26 o C Keski Suomi: o C Lappi: 38 o C Tyypilliset ääriolosuhteet Etelä: 30 o C Pohjoinen: o C Ennätykset Helsinki: 34,3 o C (1987) Lappi: 56,1 o C (2002) 3

4 Mikä on matalaenergiatalo? VTT: Matalaenergiatalon tilojen lämmitysenergiankulutus on vähintään 50 % pienempi kuin Suomen rakentamismääräyskokoelman vähimmäisvaatimusten mukaan toteutetun ns. normitalon RakMK: Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö on korkeintaan 60% vertailuratkaisun ominaislämpöhäviöstä 4

pienempi kuin Suomen rakentamismääräyskokoelman vähimmäisvaatimusten mukaan

Passiivitalon perusmääritelmät Etelä Euroopan lämpimät ilmastot: Lämmitysenergian tarve 15 kwh/m 2 Jäähdytysenergian tarve 15 kwh/m 2 30 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 Keski, Itä ja Länsi

5 Passiivitalon perusmääritelmät Etelä Euroopan lämpimät ilmastot: Lämmitysenergian tarve 15 kwh/m 2 Jäähdytysenergian tarve 15 kwh/m 2 30 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 Keski, Itä ja Länsi Eurooppa Lämmitys ja jäähdytysenergian tarve 15 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 25 kwh/m 2 20 kwh/m 2 Suomi, Ruotsi, Norja * ) Lämmitysenergian tarve kwh/m 2 Primäärienergian tarve kwh/m 2 Rakennuksen ilmavuotoluku aina n 50 < 0,6 1/h *) Energian tarvetaso suunnilleen sama, maakohtaisia eroja määrittelyssä 5

Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 25 kwh/m 2 20 kwh/m 2 Suomi, Ruotsi, Norja * ) Lämmitysenergian tarve 20 30 kwh/m 2

Energiatehokkuuden taloudelliset hyödyt Energiatehokkuuden kustannusvaikutus Pois jätetyn lämmitysjärjestelmän kustannussäästö Kustannus [ /m²] Passiivinen Talo integroidulla

6 Energiatehokkuuden taloudelliset hyödyt Energiatehokkuuden kustannusvaikutus Pois jätetyn lämmitysjärjestelmän kustannussäästö Kustannus [ /m²] Passiivinen Talo integroidulla talotekniikalla Kustannukset yhteensä energiakustannus lisäinvestointikustannus Lähde: Passivhaus Institut Darmstadt Tilojen lämmitys kwh/(m²a) 6

integroidulla talotekniikalla Kustannukset yhteensä energiakustannus

7 Ulkoseinä Kaupunki Rakentamismääräysten perusteella U arvo Eristys W/m 2 K mm 1) Passiivitalo U arvo Eristys W/m 2 K mm 1) Rovaniemi 0, ,06 2) 600 Rovaniemi 0, ,09 3) 450 Berliini 0, ,15 2) 250 Madrid 0, ,34 2) 110 1) Lämmönjohtavuus 0,035 W/mK 2) Passivhaus Institut, Darmstadt: Lämmitystarve15 kwh/m 2 2) VTT: Lämmitystarve 30 kwh/m 2 7

0,09 3) 450 Berliini 0,30 125 0,15 2) 250 Madrid 0,66 55 0,34 2) 110 1) Lämmönjohtavuus

8 Ilmanvaihtolämmityksen optiot Lämmitys päätelaitteissa LTO Kanavalämmitys Kylmä ima Kylmä ilma Ilmakanavat maassa Esilämmitys maan lämmöllä 8

9 Passiivitaloja rakenteilla tai suunnitteilla 9

Kokonaisenergian tarve: < 90 kwh/m 2 Suunnitteluarvoja: Seinä 0,09 W/m 2 K Alapohja 0,1 W/m 2 K Yläpohja

10 Esimerkki: Paroc Passiivitalo Tikkurila Paritalo Kerrosala 2 x 235 m 2, huoneistoala 2 x 187 m 2 Tilavuus 2 x 844 m 3, sisätilavuus 2 x 540 m 3 Huonekorkeus 2,6/3,2 m Lämmitysenergian tarve: 18 kwh/m 2 Kokonaisenergian tarve: < 90 kwh/m 2 Suunnitteluarvoja: Seinä 0,09 W/m 2 K Alapohja 0,1 W/m 2 K Yläpohja 0,08 W/m 2 K Ikkuna 0,8 W/m 2 K Ulko ovi 0,4 0,7 W/m 2 K Ilmanpitävyys n 50 < 0,6 1/h Ilmanvaihdon lämmön talteenotto: 80% 10

11 Ikkunoiden U arvo 0.7 W/m²K, maanpäällisten seinien U arvo 0.08 W/m²K Tikkurila: Tilojen lämmityksen energiantarve 2000 Lämmitysenergian tarve, kwh Tilojen lämmityksen energiantarve 18 kwh/m 2!! Maalämpöä ilman lämpöpumppua Maalämpö Ostolämpö Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu 11

1400 1200 1000 800 600 Tilojen lämmityksen energiantarve 18 kwh/m 2!

12 Tikkurila: Tilojen lämmitystehon tarve 12

Talo avautuu pohjoiseen parhaan näkymän mukaan

W/m2K Yläpohja 0,08 W/m2K Ikkuna 0,8 W/m2K Kiinteä

13 Passiivitalo Valkeakoski Omakotitalo, sijoittuminen tontin ominaisuuksien perusteella Talo avautuu pohjoiseen parhaan näkymän mukaan Suunnitteluarvoja: Seinä 0,09 W/m2K Alapohja 0,1 W/m2K Yläpohja 0,08 W/m2K Ikkuna 0,8 W/m2K Kiinteä ikkuna 0,7 W/m2K Ulko ovi 0,4 0,7 W/m2K Ilmanpitävyys n50 < 0,6 1/h 13

Suunnitteluarvoja: Seinä 0,09 W/m2K Alapohja 0,1 W/m2K Yläpohja 0,08 W/m2K

14 14

15 Passiivitalo Valkeakoski Lämmitysenergian tarve, kwh Tilojen lämmityksen energiantarve 24 kwh/m 2!! Maalämpö Ostolämpö Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu 15

! Maalämpö Ostolämpö 200 0 Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu

16 Passiivitalo Valkeakoski Lämmitystehon tarve 6 Lämmitysteho (kw) Maalämpöpiirin teho (kw) 5 4 kw

kw 3 2 1 0 1.1. 31.1. 1.3. 31.3. 30.4. 30.5.

17 Esimerkki: MERAREPONEN Yksinkertaiset ja kustannustehokkaat keinot energiatehokkuuden parantamiseksi Normikerrostalo 2005:n lämmitys 100 % MERA kerrostalon lämmitys 31 % Alapohja 1 % Ulkoseinät 16 % Yläpohja 4 % Yläpohja 1 % Ilmanvaihto 16 % Ilmavuodot 2 % Ikkunat 6 % Ikkunat 20 % Ilmanvaihto 48 % Ulkoseinät 6 % Ilmavuodot 11 % Säästö 69 % Alapohja 0 % 17

Alapohja 1 % Ulkoseinät 16 % Yläpohja 4 % Yläpohja 1 % Ilmanvaihto 16 % Ilmavuodot 2 %

MERAREPOSEN suunnittelun ja toteutuksen periaatteet Viihtyisä, terveellinen ja turvallinen sisäilmasto Miellyttävät lämpöolot talvella ja kesällä.

18 MERAREPOSEN suunnittelun ja toteutuksen periaatteet Viihtyisä, terveellinen ja turvallinen sisäilmasto Miellyttävät lämpöolot talvella ja kesällä. Ei lämmityspattereita, tasalämpöinen ja vedoton asunto Hiljainen asunto Makuuhuoneen äänitaso 22 db(a) Energiatavoitteet Tilojen lämmitysenergiankulutus on vähintään 70 % pienempi kuin vastaavan normien mukaan rakennetun talon kulutus Talotekniikan ja muiden sähkölaitteiden energiatehokkuutta parannetaan Rakennus suunnitellaan kokonaisuutena Rakenne ja talotekniikka suunnitellaan yhdessä Mahdollisimman yksinkertaiset ja toimintavarmat ratkaisut Ei osaoptimointia tai härveliteknologiaa

vähintään 70 % pienempi kuin vastaavan normien mukaan rakennetun talon kulutus Talotekniikan ja muiden sähkölaitteiden energiatehokkuutta parannetaan Rakennus

tuotetun uusiutuvan energian ylijäämä on vähintään saman verran kuin käytetyn uusiutumattoman energian määrä.

19 Tulevaisuus: Mikä on nollaenergiatalo 1 Energiakustannusten perusteella (net zero cost) Rakennuksesta myydyn energian arvo on vähintään sama kuin ostoenergian kustannus Energian kokonaiskulutuksen perusteella (net zero site energy use) Rakennuksessa tuotetun uusiutuvan energian ylijäämä on vähintään saman verran kuin käytetyn uusiutumattoman energian määrä. Energian laadun perusteella (net off site zero energy use) Rakennuksessa käytetään vain uusiutuvaa energiaa, joka voidaan tuottaa myös muualla Lähde: Wikipedia 19

primäärienergiakertoimella Emissioiden perusteella (net zero energy emissions) Uusiutumattoman energian kasvihuonekaasupäästöt

20 Tulevaisuus: Mikä on nollaenergiatalo 2 Primäärienergian perusteella (net zero primary energy use) Rakennuksessa tuotetun uusiutuvan energian ylijäämä on vähintään yhtä paljon kuin käytetyn uusiutumattoman energian määrä kerrottuna primäärienergiakertoimella Emissioiden perusteella (net zero energy emissions) Uusiutumattoman energian kasvihuonekaasupäästöt korvataan uusiutuvalla energialla Energiariippuvuuden perusteella (off the grid) Rakennus on täysin riippumaton ulkopuolisista energialähteistä Lähde: Wikipedia 20

21 Nollaenergiatalon edellytykset Suomessa Energian kokonaiskulutukseen perustuva nollaenergiatalo Energiantarpeen minimointi Vuositasolla nettoenergia 0 kwh/m 2 Kustannustehokkuus Tilojen ja käyttöveden lämmityksen energiantarpeen pienentäminen Energiatehokas valaistusjärjestelmä ja luonnonvalon tehokas käyttö Valaistuksen energiantarve alle puolet tavanomaisesta Jäähdytystarpeen poistaminen Kesäaikaisten lämpökuormien hallinta Passiivinen jäähdytys, tuuletuksen tehostaminen Energiatehokkaat kodinkoneet ja talotekniikan laitteet Yksinkertaistaminen, valinnat 21

Ostetun energian kokonaiskulutus 48 kwh/m 2 Keinovalikko: Ulkovaippa, maalämpö, aurinkolämpö ja sähkö Pietarsaari

22 Esimerkki: Pietarsaaren IEA5 talosta nollaenergiatalo Perusratkaisu Tilojen lämmitys 80% pienempi kuin tavanomaisessa Ostetun lämmitysenergian kulutus 13 kwh/m 2 Kokonaiskulutus 75% pienempi kuin tavanomaisessa Ostetun energian kokonaiskulutus 48 kwh/m 2 Keinovalikko: Ulkovaippa, maalämpö, aurinkolämpö ja sähkö Pietarsaari 1993 Tavallinen 2008 Komponentti U arvo [W/m 2 K] Ulkoseinä Katto Lattia Ovi Ikkuna 0,12 0,09 0,1 0,4 0,7 0,24 0,15 0,19 1,4 1,4 22

23 Pietarsaari IEA5 vuoden 1993/2008 teknologialla Kulutuskohde Energian tarve kwh/m 2 Talossa tuotettu kwh/m 2 Hyötyenergia kwh/m 2 Ostettu energia kwh/m 2 Lämmitys 65/55 lämpöpumppu 27/28 20/15 jälkilämmitys 6/0 aurinkolämpö 12/12 Talotekniikka ja 33/25 kotitaloussähkö verkkosähkö 33/25 33/25 aurinkosähkö 11/45 11/ 45 Yhteensä 98/80 23/57 27/28 48/ 5 Ostettu energia = Energiantarve talossa tuotettu hyötyenergia = Nettoenergia 23

24 Matalaenergia, passiivi ja nollaenergiarakentamisen hyödyt ja riskit Hyödyt Suojautuminen energian hinnan muutoksilta Suuri energiaomavaraisuus Elinkaarikustannukset Käyttökustannukset Luotettavuus (esim. PV) Tulevaisuuden energiaratkaisu Jälkimarkkina arvo nykyisessä tilanteessa Suojautuminen energia ja ympäristölainsäädännön muutoksilta Mahdolliset riskit Kokonaisuuden hallinnan puute Investointikustannus Osaamisen puute Energiainfrastruktuurin muutos: omavaraisuuden arvo laskee Jälkimarkkina arvon lasku Ilmastonmuutoksen seurausvaikutukset Optimoinnin puute: sitoutunut energia suuri 24

25 25

Samankaltaiset tiedostot

Rakennuskannan ja rakennusten energiankäyttö. TkT Pekka Tuomaala 25.11.2008

Rakennuskannan ja rakennusten energiankäyttö TkT Pekka Tuomaala 25.11.2008 Kiinteistöjen ja rakennusten osuus Suomen energian loppukäytöstä on lähes 40 % 2 RAKENNUSTEN KÄYTTÄMÄN LÄMMITYSENERGIAN LÄHTEET