Talonrakennusjaosto LIVI Yhteisseminaari ENERGIATEHOKKUUS

Transkriptio

1 RIL Elinkaarijaosto Talonrakennusjaosto LIVI Yhteisseminaari RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS 1 Energian hintakehitys esimerkkinä öljy 2

2 Kerrostalojen lämmitysenergian kulutuksen kehitys Matalaenergiataso Eurooppalaisia lämmitysenergian ominaiskulutuksia 4

3 Eurooppalaisia rakennusvaipan lämmöneristysarvoja 5 Maa Eurooppalaisia lähivuosien energiatehokkuuden kehitystavoitteita Normiuudistustavoitteet Itävalta Julkisille ill asuntotuottajille passiivitaso i (Vorarlbergin osavaltiossa v. 2007) Belgia Tanska Suomi Saksa Irlanti Hollanti v kaikki uudet rakennukset passiivitasoa v. 2010:Matalenergia taso II (Minimienergia) v. 2015: Matalaenergiataso I (Passiivi) v n. 30% parannus v. 2012: Rarannus n. 20 % (>>Matalaenergiataso) v. 2008: 30% parannus, v. 2012: 30 % parannus ( >> Matalaenergiataso) v. 2008: 40% parannus v.2010: 60 %parannus ( >> Matalaenergiataso) v. 2016: Passiivitaso v. 2020: Nollaenergiataso ostoenergialle Norja v. 2007: pientalot: 57 kwh/as.m 2, kerrostalot: 37 kwh/as.m 2 v. 2012: parannus (tasoa ei määritelty) Englanti v 2010: Parannus, tasoa ei vielä määritelty, v.2013: Parannus, v. 2016: Passiivitaso Sveitsi Nykytaso: 63 kwh/(as m 2 a) Ruotsi Nykytaso: 110/130 kwh/(as m 2 a) (etelä/pohjois R), Valmisteilla: 55/75 kwh/(as m 2 a) (etelä/pohjois R) 6

4 Rakennuksen lämpöenergian kulutusluokka RIL ohjeen energiatehokkuusluokittelu Lämmitysenergia Rakennuksen lämmitys- ja Lämpimän käyttöveden Rakennuksen lämpöenergian jäähdytysenergiaenergian lämmitys- ominaiskulutus (lämmitys, ominaiskulutus ominaiskulutus jäähdytys+ käyttöveden kwh/as-m 2 a 1) 2) kwh/as-m 2 a 3) lämmitys) Rakennuksen kokonais- energian ominaiskulutus (lämmitys+ jäähdytys+ käyttöveden lämmitys,+ kotitaloussähkö) kwh/as-m 2 a Normirakennus (+- 5) (kerrostalo) kwh/as-m 2 a 1) 2) Ominaisenergia, Ostoenergia, Primäärienergia, Huipputeho 85 (+- 5) (pientalo) Matalaenergiarakennus Minimienergia rakennus Passiivi- < 15 < 15 < rakennus Energiatehokkuus- luokka Rakennuksen kokonaisenergian Kiinteistön ostoenergian Kiinteistön ostoenergian Kiinteistön ostoenergian ominaiskulutuksen ominaiskulutuksen tuottoon kuluvan hetkellisen yläraja yläraja primääri-energian huipputehon kwh/as-m 2 a kwh/as-m 2 a ominaiskulutus ominaisarvo kwh/as-m 2 a W/as-m < A Normirakennus 2010 (ehdotus) Normirakennus < (ennako-tieto) A + Matalaenergia- 90 < 95 < rakennus A ++ Minimienergiarakennus A +++ Passiivirakennus 0 Nollaenergiarakennus 0+ Plusenergiarakennus 70 <75 < < 55 < Omaenergian Kiinteistö myy 10 tuotto ylittää energiaa Asko kulutuksen Sarja 8

5 Tekninen tekijä Normitalo (2005) RMK C3- määräys, 2010 Matalaenergia- rakennus Minimienergiarakennus Passiivirakennus U-arvot, W/m2K Alapohja 0,16 0,24 maanvastainen 0,17/0,09 0,19 Alapohja ryömintätilaan 1) Ulkoseinä 0,24 0,17 Yläpohja 0,15 0,09 Ikkunat 1,4 1,0 Ovet - 1,0 Vaipan ilmanvuoto-luku 2,0 <4,0 n50,1/h Lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde % Ilmanvaihdon <2,0 ominaissähköteho, kw/m3/s <2,5 0,12 0,10 0,14 0,09 0,9 0,5 0,6 0, <2,0 0,12 0,10 0,14 0,08 0,7-0,8 0,4 0, <2,0 0,12 0,10 0,10 0,08 0,5-0,7 0,3 0,4-0, ,5 9 U arvoja vastaavat lämmöneristepaksuudet Rakenneosa Ulkoseinä Maan-vastainen ulkoseinä Yläpohja U-arvo, W/m 2 K Ohjeellinen eristyspaksuus, mm 2) Esimerkkinä käytetty eristemateriaali 1) 2) 014 0, , , ,08 U polyuretaani polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 0,20 0,15 0,12 0,10 U polyuretaani polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 009 0, , , ,05 U polyuretaani polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 10

6 Eri energiamuotojen ominaispäästöt Energiamuoto Ominaispäästöt, CO 2ekv, kg/mkwh CO 2ekv päästöjen energian muut elinkaaren yhteensä Primäärienergia-kerroin tuotanto vaiheet 1) f p Kivihiili, lauhdesähkö ,3 Kivihiili, ,2 kaukolämpölaitossähkö Kivihiili, kaukolämpö ,2 Kevyt polttoöljy ,1 Maakaasu ,1 Turve ,2 Aurinkokennot ,1 Vesivoima ,1 Bioenergia ,2 Tuulivoima ,1 Ydinvoima 0 2,5 2,5 2,8 Valtakunnan verkon ,2 4) yleissähkö 2) ,2 4) Vihreä sähkö 3) ,

7 Elinkaaritalous eri vaihtoehtojen vertailussa 13 Tilojen lämmönhallinnan energiankulutus 14

8 Mitoitusteho 15 Rakennuskannan ja muun energiankulutuksen osuudet 16

9 Pientalon tuotanto ja lämmitysenergian kulutus eri lämmitysenergian kulutusluokissa 50 y elinjakson aikana. Tietolähde: Kalvo/Pekka Nurro : 50 y energianku ulutus, kwh Elinjakson: Lämmitysenergia 50y Tuotantoenergia Koko energiankulutus 50y 0 Normirakennus 100 Matalaenergia=50% Minimienergia=25% Passiivitalo =15% Rakennuksen lämmitysenergian kulutusluokka Pientalon elinkaaren energiankulutus eri kulutusluokissa Pientalon energiankulutus Huoneistoala 121,5 m2, tarkastelujakso 50 v kwh Kotitaloussähkö Lämmin käyttövesi Lämmitysenergia Rakentamisen energiankulutus Normitalo 50 % 75 % Rakentamisen ja rakennustuotteiden tuottamisen energiankulutus Rakentaminen lämmitysenergiasta 20 % 44 % 94 % Rakentaminen kokonaisenergiasta 11 % 16 % 21 % RILxxx 2009 Matalaenergiarakennukset RILxxx 2009 Matalaenergiarakennukset 18 Pekka Nurro

10 Davi d Lämmöneristeen elinkaaren energian kulutus 3000 Mineraalivillan elinkaarienergia, 50 vuotta 2500 Valmistusenergia Lämpövuoto, 50 v. Elinkaaren: 50 v. kokonaisenergia rakenne m2 nkulutus, kwh/r Energia Eristepaksuus, 1 mm Kiinteistön energian-hankinnan päästöjentuotto CO 2ekv Omaenergian tuoton CO 2ekv - tuotto Kiinteistölaitteiston käytön CO 2ekv - tuotto Q T Q V Q S Calculation direction (from the use to the source) Q i Q h Q c,e Emission Q d heat requirement (heat use) Distribution Storage Q s Generation Final energy (boundary:building) Calculation direction (from the use to the source) Q g Primary energy NERGIANH HANKINTA A KIINTE EISTÖN E + Primäärienergian käytön CO 2ekv - tuotto = Ostoenergian määrä energialajeittain x Ostoenergian päästökerroin energialajeittain x Energian tuottoyksikön CO 2ekv - tuotto Kiinteistön energianhankinnan CO 2ekv - tuotto 20

11 Energian hankinta Energianhankinnan vaihtoehdot lisääntyvät lämmitysenergian kulutuksen pienetessä: 1. Kiinteistön omaenergia, jonka tuottotapoja ovat mm. maa- ja ilmalämpöpumput, aurinkoenergian keräimet, sähköiset aurinkokennot ja tuulivoimalat 2. Kiinteistössä tuotettava ostoenergia, kuten lämpökattilat ja takat, joiden primäärienergia on ostoenergiaa 3. Lähienergia, joka tuotetaan ja jaetaan kuhunkin tapaukseen soveltuvan rakennusryhmän käyttöön. 4. Kaukolämpö- ja sähkölaitoksen lämpö- ja sähköenergia. 5. Valtakunnallinen ja kansainvälinen energiantuotanto, kuten yleisessä sähköverkossa jaettava sähköntuotanto ja maakaasuverkoissa jaettava maakaasuntuotanto. 21 Rakennushankkeen kokonaisvaltainen laadunvarmistus 22

12 Matalaenergiarakennusten kriittiset tekijät Matalaenergiarakentamisen keskeisiä kriittisiä laatutekijöitä ovat: Rakennusvaipan p lämmöneristyksen suunnittelu ja asennus siten, että vältetään paikalliset lämpövuodot ja kylmäsillat Rakennusvaipan tiiviys, jonka päätekijät ovat: puurakenteilla höyryn- ja ilmansulku siten, että työn ja käytön aikaiset lävistykset minimoidaan höyryn- ja ilmansulku noin mm seinän sisälevytyksen ulkopuolelle kaikilla ulkoseinillä ylä- ja alapohjan liitosten tiiviyden varmistaminen ikkunoiden tiivis asentaminen seinään ja läpivientien hyvä ja pitkäaikaisesti varmatoiminen tiivistys Rakennusvaipan rakenteiden lämmöneristyksen ulkopuolien tuuletus erityisesti i ti yläpohjissa, ryömintätilallisissa lli i alapohjissa ja erikseen määriteltävissä seinätyypeissä Koneellisen ilman sisäänotto-ulospuhallus ilmanvaihtojärjestelmän toimivuus, erityisesti: Ilmanvaihdon määrän ja tasapainotuksen säätö lämpötilan säätö lämmöntalteenoton toimivuus 23 Rakennuksen kriittisten ominaisuuksien laaduntarkastus Laaduntarkastus (Sertifiointi) voidaan toteuttaa joko ulkopuolisen ammattitaitoisen sertifioijan toimesta tai rakennuttajan, suunnittelijoiden ja rakennusliikkeen omana toimintana rakennuttajan valvonnassa Erityismittauksia tarvitaan lähinnä rakennusvaipan tiiviyden varmistamisessa ilmanvuotoluvun mittauksena ja ilmanvaihtojärjestelmän ja lämmöntalteenoton toimivuuden ja säätöjen määrittämisessä. Ilmatiiviyden varmistukseen tarvitaan mittausmenettely Ilmanvuotoluku määritetään puolivalmiista ja/tai valmiista rakennuksesta Teollisessa tuotannossa laaditaan tilastolliseen otantaan perustuva menettely Paikallarakentamisessa mitataan jokainen rakennus, ellei rakennusliikkeellä ole teollista tuotantoa vastaavaa laadunvarmistusta Mahdollisia mittauskohteita voivat olla: termokuvaus kylmäsiltojen ja paikallisten vuotokohtien kartoituksessa ja joissakin tapauksissa ylä- ja alapohjien tuuletuksen tehokkuuden mittaukset ainakin uusien tai erityisen herkkien (esim. puurossi-alapohjat) tapauksissa. 24

13 Rakennuskannan muutosarvio vuodelle 2050 Suomen vuoden 2050 rakennuskanta suhteessa nykyiseen on muuttunut siten, että vuoden 2009 jälkeen rakennettujen rakennusten osuus on % kattavan korjaushankkeen kautta uusittujen rakennusten osuus on % korjaustarveperusteisesti kunnossapidettyjen rakennusten osuus on % v noin 15 % nykyisestä rakennuskannasta on poistettu käytöstä/purettu. 25 Rakennustyypit ja niiden yleiset Energiatehokkuusluokat egate uusuoat Rakennustyyppi Energiatehokkuusl uokka Muuratut rakennukset F-G 1950 Rakennukset E-F Rakennukset E Rakennukset D Rakennukset A Rakennukset A+ Matalaenergiarakennukset A+ +(ei YM:n luokittelussa) Minimienergiarakennukset A+++ (ei YM:n luokittelussa) Passiivirakennukset A++++ (ei YM:n luokittelussa) 26

14 Kerrostalojen energiakorjausten potentiaaliset taloudelliset säästömahdollisuudet. Avainmoduuli Avainmoduulin suhteellinen osuus rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutuksesta % Lämpöenergian säästöpotentiaali vuoden 2003 normirakennukseen verrattuna 1) Avaimoduulin säästöpotentiaali normitasosta % Seinä Yläpohja ,5-1 Alapohja 1 Vähäinen 1) - Ikkunat Aurinkosuojat Rakennuksen energiankulutuksen säästöpotentiaali % Ilmanvaihto Ilmavuodot ) Yhteensä Energiakorjauksen taloudellisuus on haasteellinen Energiakorjauksen taloudellisuutta voidaan kehittää seuraavilla toimenpiteillä: yhdistetään energiakorjaus muuhun peruskorjaukseen, jolloin kustannukset jaetaan näiden kesken ja korjauksesta käytölle tuleva kokonaishaitta minimoidaan mikäli kiinteistössä on jäljellä j rakennusoikeutta, tehdään sen puitteissa sallittu hyötyalan lisäys, jonka tuotto voidaan käyttää korjauksen rahoitukseen peruskorjaukseen ja energiakorjaukseen käytettävissä olevat valtion rahoitusavustukset ja korkoavustukset toimivat osarahoituksena. Energiakorjaustoimenpiteitä peruskorjausten yhteydessä : Ikkunoiden vaihtaminen energiatehokkaiksi (U-arvo 0,8-1,0 10W/m 2 K) Ilmanvaihdon uusiminen tulo- ja poistoilman mekaanisella puhalluksella ja tehokkaalla lämmön talteenotolla t ll varustetuksi t Rakennuksen vaipan ilmanpitävyyden parantaminen ja Rakennuksen vaipan lämmöneristyksen lisääminen ja kylmäsiltojen poistaminen 28

15 Energiakorjauksen elinkaaritalous vaihtoehtovertailussa 29 Korjauskonseptivaihtoehtojen määrittelyesimerkkejä. Korjaustoimenpide Vaipan tiiveyden ja eristystason parantaminen Ikkunoiden ja parvekeovien uusiminen Korjauskonsepti 1 Korjauskonsepti 2 Korjauskonsepti 3 Ikkunoiden ja ilmanvaihto järjestelmän uusiminen (tehokas LTO). Tiiveyden parantaminen. Vaipan eristystason parantaminen, Vaipan eristystason parantaminen ml. ikkunoiden uusiminen sekä talo tekniikan pääosittainen uusiminen. 5 % 15 % 25 % 10 % 10 % 15 % ulkoseinien uusiminen, ikkunoiden uusiminen sekä kokonaisoptimoitu talotekniikan uusiminen. Ilmanvaihdon uusiminen 10 % 1) 25 % 1) 35 % lämmön talteenotolla varustetuksi Yhteensä 25 % 50 % 75 % 30