P25. Energiatehokkuusdirektiivin energiatehokkuuslaskentamenetelmät. Johdanto. [Laskentamenetelmät]

Transkriptio

1 [Laskentamenetelmät] Dick van Dijk TNO Built Environment and Geosciences Hollanti Liittyvät tiedotteet: 02 CEN standardit 03 Energiatehokkuustodistukset 10 vähimmäisenergiatehokkuusvaatimukset Kaikki tiedotteet voi ladata verkkopalvelusta. Seuraava tiedote laskentamenetelmistä (26): Toinen laskentamenetelmien tiedote tulee käsittelemään erityisesti laskentamenetelmien laatua suhteessa tarkoitukseen: energiatehokkuuden laskenta direktiivin vaatimusten mukaan sekä erityisesti, miten tasapainottaa erilaiset ja usein ristiriitaiset sovellusten laatuvaatimukset. Energiatehokkuusdirektiivin energiatehokkuuslaskentamenetelmät (1). Johdanto Energiatehokkuusdirektiivi tarjoaa yleiset puitteet laskentamenetelmille. Mitä tämä tarkoittaa Mitkä ovat pääasialliset sovellukset Mitä laadullisia ominaisuuksia sopivalla laskentamenetelmällä on oltava Mikä ero on suunnittelutyökalulla Mikä on CEN:in rooli Millaisia laskentamenetelmiä otetaan käyttöön eri jäsenvaltioissa Näitä kysymyksiä selvitetään tässä ensimmäisessä energiatehokkuuslaskentamenetelmiä käsittelevässä tiedotteessa. 1 > Mitä EBD mainitsee laskentamenetelmistä Yhtenäistävä lähestymistapa, mutta sallien eroavaisuudet Direktiivi asettaa vaatimuksia rakennusten kokonaisenergiatehokkuuden laskentamenetelmien yleisille puitteille. Yleisellä tasolla EBD pyrkii yhtenäistämään rakennusten energiatehokkuuden laskentamenetelmiä, mutta se jättää sijaa alueellisen tason eroille. Tämä kohtuullistettu kanta löytyy useista EBD johdannoista, jotka edeltävät itse EBD-artikkeleita. Johdannot käsittelevät niitä asioita, jotka johtivat energiatehokkuusdirektiiviin. Johdannoista (10), (21) ja (11) (lihavoitu teksti kirjoittajan): (10) Rakennusten energiatehokkuutta laskettaessa perustana olisi käytettävä menetelmää, joka voi vaihdella alueittain [ ] Omaksumalla yhteinen lähestymistapa tälle menettelylle [ ] edistetään yhtäläisen toimintakentän luomista jäsenvaltioiden energiansäästöpyrkimyksille rakennusalalla ja parannetaan yhteisön kiinteistömarkkinoiden avoimuutta, kun rakennusten tulevat omistajat tai käyttäjät saisivat energiatehokkuutta koskevia tietoja (21): erustamissopimuksen 5 artiklassa tarkoitetun toissijaisuusperiaatteen ja suhteellisuusperiaatteen mukaisesti energiatehokkuutta koskevan vaatimusjärjestelmän ja sen tavoitteiden perustana olevat yleiset periaatteet olisi vahvistettava yhteisön tasolla, mutta niiden yksityiskohtainen täytäntöönpano olisi jätettävä jäsenvaltioiden tehtäväksi, jotta kukin jäsenvaltio voi valita omaan erityistilanteeseensa parhaiten soveltuvan järjestelyn. Tässä direktiivissä säädetään ainoastaan näiden tavoitteiden saavuttamisen edellyttämistä vähimmäistoimenpiteistä, eikä siinä ylitetä sitä, mikä on tätä varten tarpeen.

2 EBD Liite, osa 1: 1. Rakennusten energiatehokkuuden laskentamenetelmien tulee sisältää ainakin seuraavat asiat. (a) rakennuksen lämpöominaisuudet [..]; (b) lämmitysjärjestelmä ja lämminvesivaraaja [..]; (c) ilmastointijärjestelmä; (d) ilmanvaihto; (e) kiinteä valaistusjärjestelmä (pääasiassa eioleskeluvyöhykkeellä); (f) rakennusten sijainti ja suunnat mukaan lukien ulkoympäristö; (g) passiiviset aurinkojärjestelmät sekä suojaus; (h) painovoimainen ilmanvaihto; (i) sisäympäristön tila [..]. (11): (11) Komissio aikoo kehittää edelleen standardeja kuten EN 832 ja pren myös ilmastointijärjestelmien ja valaistuksen osalta. rtikla 3 menetelmän vahvistamisesta Tämä on energiatehokkuusdirektiivin tärkein artikkeli laskentamenetelmistä: Jäsenvaltioiden on sovellettava kansallisella tai alueellisella tasolla rakennusten energiatehokkuuden laskentamenetelmää, joka perustuu liitteessä esitettyyn yleiseen kehykseen. Kehyksen 1 ja 2 osa on mukautettava tekniikan kehitykseen 14 artiklan 2 kohdassa tarkoitettua menettelyä noudattaen ottaen huomioon jäsenvaltioiden lainsäädännössä sovellettavat standardit tai normit. Menetelmä vahvistetaan kansallisella tai alueellisella tasolla. Rakennuksen energiatehokkuus on ilmaistava avoimella tavalla, ja siihen voi sisältyä hiilidioksidipäästöjen osoitin. rtikla 3 on erittäin selkeä siinä, mitä laskentamenetelmän tulee vähintään pitää sisällään (EBD Liite, osa 1: ks. vasen palsta). Se edellyttää lisäksi, että uusiutuvien energialähteiden, yhdistetyn lämmön ja sähkön tuotannon, kaukolämmön ja jäähdytyksen sekä päivänvalon edulliset vaikutukset otetaan huomioon (EBD Liite, osa 2). Toisaalta kyseessä ei myöskään ole mikään valmisratkaisu: itse menetelmä toteutetaan kansallisella tai paikallisella tasolla. Myöskään tapaa ilmoittaa energiatehokkuus ei ole määritelty (aiheesta enemmän tiedotteessa 03). CEN-standardit Direktiivin julkaisun jälkeen EU-komissio antoi EBD-johdannon (11) mukaisesti mandaatin CEN (M343):lle kehittää sopivia laskentamenetelmiä tukemaan jäsenvaltioita rtikla 3:n käyttöönotossa kansallisella tasolla. Tuloksena syntyi noin 30 (luonnos) standardia, jotka kattavat laskentamenetelmien eri tekijät, järjestelmän tarkastusmenetelmät sekä muut tarvittavat toimenpiteet (ks. tiedote 02). 2 > äävaatimukset EBD:n vaatimukset energiatehokkuuden laskentamenetelmille: Vähimmäisenergiatehokkuus (EBD artiklat 4, 5, 6) Laskentamenetelmän tulee antaa laskentatuloksena numeerinen arvo uusien sekä suurien parannusrakennuskohteiden vähimmäisenergiatehokkuudelle. Laskentatuloksella on juridisia seuraamuksia: vähimmäisarvon ylittävä tulos voi johtaa rakennusluvan epäämiseen (esim. Hollannissa) tai sakkoon (esim. Flanderi, B) ja/tai kansallisen tai paikallisen tason viranomaisen selvityspyyntöön. Energiatehokkuustodistus (EBD artikla 7.1) Laskentamenetelmän tulee määritellä energiatehokkuuden indikaattori sekä rakennusten energiatodistuksen luokitus. Energiatehokkuuden mittaustuloksista voidaan lisäksi määrittää rakennuksen energiatehokkuusvaatimus normaalikäytössä (ks.ebd artikla 2.2). EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc2

3 Yleisesti ottaen laskentatuloksella ei ole juridista arvoa, vaan sitä käytetään lähinnä tiedoksi (ks. EBD artikla 7.2.) Viitearvot ja suositukset edullisia parannuksia varten (EBD artikla 7.2.) Tyypillisesti käytetään samaa menetelmää arvioimaan energiatehokkuuden viitearvoja ja edullisten parannusten suosituksia varten. Nämä kolme jo mainittua päävaatimusta kuuluvat määritelmän mukaisesti rakennuksen standardisoituun käyttöön. (ks. EBD artikla 2.2, ks. myös tiedote 03). Räätälöity arvio Luonnollisesti samaa menetelmää käytetään antamaan räätälöity arvio edullisille parannuksille. Täytyy kuitenkin muistaa, että tähän saatetaan tarvita lisätietoja ja laskentatekijöitä, joita ei esiinny tai ovat vakioita normaaliolosuhteissa. Vaihtoehtoisten järjestelmien sovellettavuus (EBD artikla 5) Ennen uusien suurrakennusten rakennusvaihetta saman menetelmän eri tekijät voivat myös olla tärkeitä vaihtoehtoisen järjestelmän teknistaloudelliselta kannalta, esimerkiksi koskien hajautettuja energiajärjestelmiä, yhdistettyä lämmön ja sähkön tuotantoa, kaukolämpöä tai lämpöpumppuja jäähdytykseen ja lämmitykseen. Määräaikaistarkastus (EBD artiklat 8 ja 9) Saman menetelmän eri tekijät voivat myös olla tärkeitä rakennusten lämmityskattiloiden ja ilmanvaihtojärjestelmien määräaikaistarkastuksissa (ks. myös tiedote 04). Uudet ja suuret parannusrakennuskohteet: laskentamenetelmiä tarvitaan tarkistamaan, täyttyvätkö lain vaatimat energiatehokkuusvaatimukset (EBD artikla 4). Taulukko 1: Yhteenveto eri vaatimuksista. Vaatimus EBD Luonne Tarkoitus artiklat Vähimmäisenergiatehokkuusvaatimukset 4,5,6 standardi juridisiin yhteyksiin Energiatehokkuuden 7 standardi vain tiedoksi sertifiointi Suositukset 7 standardi vain tiedoksi energiatehokkuuden sertifioinnissa Räätälöity arvio -- projektikohtainen räätälöity tieto 3 > Laskentamenetelmien päätavoitteet Käyttötarkoitukseen soveltuvan laskentamenetelmän valinta riippuu laskennan tavoitteista. Edellisen luvun perusteella voidaan EBDlaskentamenetelmien päätavoitteiksi määritellä: Vähimmäisenergiatehokkuus (EBD artiklat 4, 5, 6) Saada kansallisen tai paikallisen tason viranomaiset asettamaan uusille tai korjattaville rakennuksille vähimmäisenergiatehokkuustasot. Ohjata suunnittelija tekemään oikeat valinnat energiasuunnittelun ja tekniikan osalta (energiasäästöt ja uusiutuvat energiamenetelmät) Tuottaa vertailtavissa olevat tulokset saman alueen tai saman käyttötarkoituksen rakennusten energiatehokkuudelle. Uudet ja olemassa olevat rakennukset: laskentamenetelmiä tarvitaan energiatehokkuusluokitusta varten (EBD artikla 7). EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc3

4 Energiatehokkuustodistus (EBD artikla 7) Saada aikaan oikeat tavat arvioida olemassa olevien rakennusten kunto ja suositukset edullisille parannuksille. Tuottaa vertailtavissa olevat tulokset saman alueen tai saman käyttötarkoituksen rakennusten energiatehokkuudelle. Tuottaa energiatehokkuudelle tuloksia, jotka ovat yhtäpitäviä sekä vähimmäisenergiavaatimusten ja energiatehokkuustodistuksia varten. Erityisesti olemassa oleville rakennuksille, jotka ovat uusia tai joissa on juuri tehty laajoja parannuksia. Vertailu eurooppalaisella tasolla Koska menetelmät eroavat toisistaan kansallisella tai paikallisella tasolla, olisi tavoite tuottaa vertailtavissa olevat tulokset saman käyttötarkoituksen rakennusten energiatehokkuudelle Euroopassa liian vaativa, ainakin toistaiseksi. Suunnitteluväline Energiatehokkuusdirektiivin mukaisen menetelmän tavoitteena on saavuttaa rakennukselle kaikkein taloudellisin energiatehokkuuden arvo, joten se vaikuttaa tärkeisiin valintoihin suunnitteluprosessissa. Siinä mielessä laskentamenetelmä toimii tietyssä mielessä suunnitteluvälineenä, mutta laskentamenetelmä ei neuvo suunnittelijaa usein kriittisessä suunnittelua edeltävässä vaiheessa kuten juuri tähän tarkoitukseen tarkoitettu väline. Suunnittelija tarvitsee lisäksi erityisten tilanteiden optimointiin lisää erikoistietoja kuin tarvitaan rakennussäännön osalta. Juridisesti varma (kansallinen) Laskentamenetelmät Juridisesti varma (EU) Yksikäsitteinen, toistettava Tarkka Konsensus (kansallinen/ alueellinen) Varma Läpinäkyvä (ulkoisesti) Valikoiva Kuva 1. Kaavio EBDlaskentamenetelmien erilaisista laatuominaisuuksista. Joustava Edullinen ja tehokas Täytäntöönpanokelpoinen Varmennettava äivityskelpoinen Läpinäkyvä (sisäisesti) 4 > EBD-laskentamenetelmien laatuominaisuudet Kuvassa 1 (vasemmalla) on tiivis yleiskatsaus energiatehokkuusdirektiivin mukaisiin laskentamenetelmien laatuominaisuuksiin. Jokaisen ominaisuuden tärkeys riippuu vaatimuksista ja tavoitteista. Jotkut laatuominaisuuksista ovat yhteydessä toisiinsa, esim. yksikäsitteinen, läpinäkyvä ja varma. Muut voivat olla enemmän tai vähemmän toisensa poissulkevia kuten esim. yksikäsitteinen ja joustava tai tarkka sekä valikoiva mutta edullinen. Näiden ominaisuuksien osalta täytyy etsiä tasapaino laskelmien vaatimusten ja tavoitteiden osalta. Tätä seuraava laskentamenetelmiä koskeva tiedote keskittyy erityisesti laadullisiin seikkoihin, ja siihen sisältyy johdanto sekä jokaisen laatuominaisuuden selitys. Yksi menetelmä kaikkiin tarkoituksiin lueelliset vaihtelut ilmaston, rakennusperinteiden ja käyttäjien välillä Euroopassa vaikuttavat laskentamenetelmiin, lähtöarvoihin ja lopulta myös energiatehokkuuteen. Nämä erot johtavat myös erilaisiin vaihteluihin tarkkuudessa ja yksiselitteisyydessä. Lisäksi kansalliset säännöt vaikuttavat mm. rakennustarkastusten kustannuksiin (energiatehokkuustodistus); tämä riippuu tyypillisesti rakennustyypistä ja rakennuksen käyttötarkoituksesta sekä (yhdistetysti) lisäksi muista aloitteista, jotka johtavat jaettuihin kuluihin tai etuihin. ainotuskertoimet kaasun, öljyn, sähkön ja muiden energioiden muuntamiseen laskennalliseksi primäärienergian käytöksi ja/tai CO 2 - emissioksi. Vähimmäisenergiatehokkuustason vaatimukset: mitä tiukemmat kansallisen tason vähimmäisenergiatehokkuusvaatimukset ovat, sitä suurempi tarve laskentatulosten toistettavuudelle (pieni kaistanleveys) ja yksikäsitteisyydelle; tämä voi riippua rakennuksen käyttöasteesta. EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc4

5 CEN-standardisarja CEN-standardit on kehitetty tukemaan energiatehokkuusdirektiivin käytännön toteutusta. Ne osoittavat joustavuutta eri vaatimuksille ja tavoitteille sekä kansallisille ja paikallisille eroille: Monet standardit sallivat tehdä valintoja erilaisten vaihtoehtojen välillä kansallisella tasolla. Muutamat standardit sisältävät (usein yksityiskohtaisia) suositusmenetelmän sekä sallivat maakohtaiset lisäykset (usein yksinkertaistetut) kansallisilla menetelmillä. Useimmat standardit sallivat syöttötietojen ja reunaehtojen määrittelemisen maakohtaisesti. Ks. myös tiedote 02 (energiatehokkuusdirektiiviin liittyvät CENstandardit). Lisäksi muutamat CEN-standardeista eivät kuvaile tiettyä laskentamenetelmää, vaan tarjoavat nipun (vähimmäis-) suorituskykykriteerejä tietylle osalle laskentamenetelmää; toisinaan ilmoitusluonteisesti (ohjeistus) maakohtaisten menetelmien kehittämiseen. Ei ole olemassa CEN-standardia, joka tarjoaisi kattavan sarjan kriteerejä kokonaissuorituskyvylle, jotta voitaisiin laskea rakennuksen energiatehokkuus mukaan lukien järjestelmien energiatehokkuus. Sellaisen sarjan kehittäminen ei ole helppoa varsinkaan, koska laskentatuloksiin vaaditaan pieni kaistanleveys (korkea toistettavuusaste ja yksikäsitteisyys) sekä on löydettävä ja käytettävä kaikki mahdolliset energiasäästöt ja uusiutuvat energiavarat. Joka tapauksessa, kuten seuraavassa tullaan osoittamaan, useimmilla jäsenvaltioilla on suurempi tarve täsmällisesti määritellyille laskentamenetelmille. Tämä on suoraan sidoksissa eri laatuominaisuuksien painotukseen. Tämä kappale on toteutettu EBD C-projektin avulla. ( 5 > Laskentamenetelmien käyttöönotto jäsenvaltioissa Jäsenvaltioissa käyttöönotettujen laskentamenetelmien tyypit Jäsenvaltiot voivat valita yhden vaatimuksen tai niiden yhdistelmän: sitovan, täysin määritellyn laskentamenetelmän valinta laskentamenetelmien suorituskykykriteerien asettaminen vapaan valinnan salliminen Ensimmäisen vaihtoehdon menetelmä on todennäköisesti yksiselitteisempi, toistettavampi ja varmennettavampi kuin viimeinen, jonka tärkein ominaisuus on joustavuus. Kuvassa 2 esitetään yhteenveto EBD Cprojektissa tehdyn esikyselyn tulokset jäsenvaltioiden kaavailemista menetelmistä. EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc5

6 % of M.S. HCV,ctr L,sys C,sys 100% E 75% tot, CO2,.. 50% 25% 0% HC,nd V,sys H,sys Kuva 3. CEN-standardien käyttöönottoa tavalla tai toisella valmistelevien jäsenmaiden prosentuaalista lukumäärää havainnollistava kaavio. Kuvan 3 merkintöjen selitykset: E: Energiatehokkuustodistus (pren 15217) tot, CO2: Kokonaisenergiankulutus, primäärienergia, CO 2 (pren 15603) HC,nd: Lämmitys- ja jäähdytysenergiatarve (pren ISO 13790) H,sys: Lämmitysjärjestelmät(prEN 15316) V,sys: Ilmanvaihtojärjestelmät (pren 15241) C,sys: Jäähdytysjärjestelmät (pren 15243) L,sys: Valaistusjärjestelmät (pren 15913) HCV,ctr: Rakennusautomaatio (pren 15232) Uudet asuinrakennukset + Olemassa olevat asuinrakennukset + Uudet liikerakennukset Olemassa olevat liikerakennukset + Merkintöjen selitykset: : Säädetyt (täysin määritellyt) laskentamenetelmät. +: Säädetyt (täysin määritellyt) laskentamenetelmät, vaihtoehdot sallittu (tietyillä ehdoilla). : Kaikki hyväksytyt metodit sallittu. : Tuntematon tai ei vielä päätetty menetelmä. Kuva 2. lustavan kyselyn tulokset (EBD Concerted ction, 2005). Suurin osa jäsenvaltioista valitsi vaatimukseksi sitovan, täysin määritellyn laskentamenetelmän vähimmäisenergiatehokkuuden laskentamenetelmäksi ( uudet rakennukset ) varsinkin asuinrakennusten tapauksissa. rvatenkin laatuominaisuuksia kuten yksikäsitteinen, toistettava ja varmennettava pidettiin tärkeintä ominaisuuksina juridisten seikkojen varalta. Jäsenmaat valitsivat kuitenkin täysin määritellyn menetelmän myös energiatodistuksia varten ( olemassa olevat rakennukset ). Osaksi siksi, että halutaan sama menetelmä kuin uusille rakennuksille ( johdonmukaisuus ), mutta myös siksi, että laatuominaisuuksia yksikäsitteinen, toistettava ja varmennettava pidettiin tärkeämpinä kuin joustavuutta myös energiatodistuksia varten. CEN-standardien käyttöönotto jäsenmaissa Direktiiviä on normaalisti pitänyt käyttää vuoden 2006 tammikuusta lähtien. nnetun aikarajan puitteissa oli mahdotonta muodostaa sarja hyväksyttyjä ja julkaistuja energiatehokkuusdirektiiviin liittyviä CEN-standardeja käyttöönotettavaksi jäsenmaissa ennen energiatehokkuusdirektiivin kansallisen tason käyttöönottoa. Näin ollen jäsenvaltioiden täytyy kansallista lainsäädäntöä valmistellessa turvautua joko nykyisiin tai uusiin kansallisiin menetelmiin. EBD C-projektin kyselyn (kesä 2006) tuloksista voidaan havaita tarve CEN-standardien käyttöönotolle. Yhteenveto kyselyn tuloksista on esitetty kuvassa 3 (vasemmalla). + Tulisi huomioida kuitenkin se, että annetut vastaukset useimmissa tapauksissa eivät ole selvä kyllä tai ei : useimmat jäsenvaltiot kutsuivat sitä soveltamiseksi käytännöllisellä tavalla. Jäsenvaltiot saattavat ottaa kansallisen tason standardiksi vain osan CEN-standardia. Toisissa jäsenvaltioissa rakennussäännöt eivät viittaa kansallisiin standardeihin, mutta niihin on esimerkiksi sisällytetty osia arviointimenetelmistä. Siinä tapauksessa jäsenvaltion saattavat kopioida osia CEN-standardeja kansallisiin rakennussääntöihin. Tulkinnasta riippuen osittainen kyllä vastaus on voinut syntyä kyllä - tai ei -vastauksesta. EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc6

7 Lisätietoa CEN (Eurooppalainen standardointi): tiedote 02 Videoesitelmät UKK ja teemat ks. EBD C-projekti alustavat vertailut suunnitelluista tai valituista menetelmistä paljastivat myös sen, että joka tapauksessa, mutta riippuen vaatimuksesta sekä rakennustyypistä, kansallisen tason valinnat tehdään esim. riippuen tavasta, jolla rakennus- ja järjestelmän osat käsitellään (nk. holistinen tai yksinkertaisempi ratkaisu), lämpötasapainon laskentaaskeleiden perusteella (kausittainen, kuukausittainen tai tunneittainen) ja riippuen siitä, mitä yksityiskohtaisia ominaisuuksia on komponenttien suorituskyvyllä (oletusarvot, parhaan käytännön mukaiset arvot tai sertifioidun tuotteen ominaisuudet). Koska monilla jäsenvaltioilla on vain erittäin rajallinen kokemus integroiduista energiatehokkuuden laskentamenetelmistä rakennussäännöissä, ja olettaen, että löytyy konsensus harmonisoinnin lisäämiselle jäsenvaltioiden välillä, työn tulisi sisältää palautteen keräämistä käytännön kokemuksista sekä ristivertailuista nykyisistä jäsenvaltioiden erilaisista menetelmistä seuraavien vuosien aikana. Lisätietoa erityisesti laskentamenetelmien laatuominaisuuksista löytyy seuraavasta laskentamenetelmien tiedotteessa. Uusinta tietoa myöhemmissä tiedotteissa. Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin edistämisohjelma on Euroopan komission Intelligent Energy Europe projektin ( ) puitteissa käynnistetty aloite. Sitä johtaa Transport and Energy DG:n nimissä INIVE EEIG ( Tämän julkaisun materiaali on tekijänoikeuksien alaista; ( ks. ) European Communities, 2007 Materiaalin jäljentäminen edellyttää, että lähde on mainittu. EBD-edistämisohjelma > 025_FIN_Laskentamenetelmat_Johdanto_OS.doc7