466111S Rakennusfysiikka, 5 op. LUENTO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUS JA E-LUKU

Transkriptio

1 466111S Rakennusfysiikka, 5 op. LUENTO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUS JA E-LUKU Opettaja: Raimo Hannila Luentomateriaali: Professori Mikko Malaska Oulun yliopisto

2 2 LÄHDEKIRJALLISUUTTA, (toimimattomat linkit poistettu RH) Rakennusteollisuuden Koulutuskeskus RATEKO Rakennusfysiikka, osa4 Energiatehokkuus. Laki rakennuksen energiatodistuksesta (50/2013) , ( RH) Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta 176/2013, , ( RH) Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatehokkuuden parantamisesta korjaus- ja muutostöissä, perustelumuistio , Ympäristöministeriö, pdf-muotoinen. Laki rakennuksen energiatodistuksesta : Usein kysyttyjä kysymyksiä & vastauksia, Ympäristöministeriö, Valtioneuvoston asetus rakennuksissa käytettävien energiamuotojen kertoimien lukuarvoista ( RH) Rakennetun ympäristön energiankäyttö ja kasvihuonekaasupäästöt, Sitran selvityksiä 39, Sitra, 2010, ( RH) Suomen rakentamismääräyskokoelma, Osa D3, Ympäristöministeriö. Rakennusmateriaalien hiilijalanjälki, Puuinfo. ( RH)

3 3 LÄHDEKIRJALLISUUTTA Rakennusmateriaalien hiilijalanjälki, Opas kaavoitukseen, rakennusvalvontaan ja kiinteistönhallintaan, Puuinfo

4 4 SUOMEN ENERGIANKULUTUS VUONNA 2007 (Ympäristöministeriön perustelumuistio ) Rakennusten osuus Suomen kokonaisenergiankulutuksesta on noin 40 prosenttia. Rakennukset suunnitellaan ja rakennetaan pitkäikäisiksi, joten olemassa olevien rakennusten vaikutukset Suomen energiankulutukseen ja päästöihin kestävät vuosikymmeniä. Vuonna 2050 olemassa olevasta rakennuskannasta puolet on rakennettu ennen vuotta Kuvan lähde: Sitran selvityksiä 39, Primäärienergia tarkoittaa ihmiskunnan käytössä olevia energiamääriä mitattuna siinä muodossa kuin ne ovat ennen muunnosprosessia käyttökelpoiseksi energiaksi eli ennen nk. energiantuotantoa. Primäärienergiaa käytetään lähinnä tilastointitarkoituksessa kun erilaisia energianlähteitä halutaan saada yhteismitallisiksi. (Wikipedia )

5 5 YMPÄRISTÖMINISTERIÖN ASETTAMAT TAVOITTEET ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMISEKSI (Ympäristöministeriön perustelumuistio ) Rakennusten energiatehokkuuteen liittyvät määräykset perustuvat Euroopan Unionin yhteiseen ilmasto- ja energiapolitiikkaan. Vuoteen 2020 mennessä Suomi on sitoutunut: Vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä 20% Nostamaan uusiutuvien energialähteiden osuuden 38 % energian loppukulutuksesta (osuus vuonna 2005 oli 28.5 %, ts. lisäys olisi 33%) Parantamaan energiatehokkuutta 20 % (ohjeellinen, vastaisi vuoden 2020 loppukulutusta 310 TWh)

6 6 MATERIAALITEHOKKUUDEN JA YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTI LAINSÄÄDÄNNÖSSÄ (Rakennusmateriaalien hiilijalanjälki, Puuinfo)

7 Rakennuksen elinkaaren ympäristövaikutusten huomioiminen kunnan ja kaupungin päätöksenteossa (Rakennusmateriaalien hiilijalanjälki, Puuinfo. s.7) ( RH) 7

8 8 ENERGIATEHOKKUUDEN VAATIMUKSET LÄHTIEN Vuoden 2012 muutoksessa energiamääräykset siirtyivät kokonaisenergiatarkasteluun. (Vrt. ed. Luento 10) 1. Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviön tulee olla pienempi kuin vertailulämpöhäviö Lämpöhäviön tasauslaskenta (RakMK osa D3) 2. Uudet enimmäisarvot rakenteiden U-arvoille 3. Rakennusvaipan ilmanvuotoluvun q 50 maksimiarvo on 4 m 3 /(h m 2 ) 4. Rakennuksen energiamuotojen kertoimilla painotettu vuotuinen ostoenergiankulutus rakennustyypin standardikäytöllä lämmitettyä nettoalaa kohden (E-luku) ei saa ylittää rakennustyypille määrättyjä enimmäisarvoja (RakMK osa D3 2012; 2.1) Energiamuotojen kertoimet ovat seuraavat: - sähkö 1,7 - kaukolämpö 0,7 - kaukojäähdytys 0,4 - fossiiliset polttoaineet 1,0 - rakennuksessa käytettävät uusiutuvat polttoaineet 0,5

9 9 KOKONAISENERGIATARKASTELU Kokonaisenergiatarkastelu mahdollistaa kokonaisvaltaisen suunnittelun, jolla energiatehokuutta voidaan parantaa erilaisilla keinoilla (ei ainoastaan vaipan U-arvo ja tiiveys): Rakennuksen massoittelu ja aukotus Tarpeenmukaisesti ohjattujen teknisten järjestelmien käyttäminen Uusiutuvan omavaraisenergian hyödyntäminen Energiamuotojen valinta Kylmäsiltojen minimointi (määrällinen ja laadullinen) Passiiviset auringonsuojausratkaisut ja muut luonnonilmiöitä hyödyntävät ratkaisut Suunnitteluratkaisujen kokonaisoptimointi

10 10 ENERGIATODISTUS Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta 2013 ( RH) Energiatodistuksen avulla kuluttajat voivat vertailla rakennusten energiatehokkuutta. Energiatodistuksessa ilmoitetaan se energiamäärä, joka tarvitaan rakennuksen tarkoitustaan vastaavaan käyttöön. Todistus vaaditaan: Kaikilta uudisrakennuksilta. Todistuksen antaa pääsuunnittelija. Olemassa olevilta kiinteistöiltä silloin, kun kiinteistö tai sen tiloja myydään tai vuokrataan. Ei vaadita: Pinta-ala < 50 m2, teollisuusrakennuksille tai vapaa-ajan asunnoille, joita käytetään korkeintaan neljä kuukautta vuodessa.

11 11 E-LUKU Rakennuksen laskennallista kokonaisenergiankulutusta kuvataan ns. E-luvun avulla: E-luku [kwh/m 2 ] on rakennustyypin standardikäytöllä laskettu ja energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen vuotuinen ostoenergiankulutus laskettuna rakennuksen lämmitettyä nettoalaa kohden. Laskenta noudattaa pääosin ympäristöministeriön asetuksessa (Liitteessä) rakennusten energiatehokkuudesta (2/11) esitettyjä sääntöjä, jotka on julkaistu Suomen rakentamismääräyskokoelmassa osassa D3 (RakMK D3) Energiamuotojen kertoimet ovat seuraavat: - sähkö 1,7 - kaukolämpö 0,7 - kaukojäähdytys 0,4 - fossiiliset polttoaineet 1,0 - rakennuksessa käytettävät uusiutuvat polttoaineet 0,5

12 12 E-LUVUN LASKENTA E-luku = rakennukseen ostettu energia * energiamuodon kerroin Laskennan lähtöarvoina on käytettävä rakennuksen rakennusosien ja teknisten järjestelmien selvitettyjä, rakennuksen ominaisuuksia todistuksen laadinta-ajankohtana parhaiten kuvaavia arvoja. Lähtöarvot voivat olla rakennuksen suunnitteluarvoja, muista asiakirjoista, kuten rakennuksen piirustuksista tai tietomalleista saatavia arvoja, tai tarkastuksen yhteydessä selvitettyjä arvoja. Mikäli rakennusosiin tai teknisiin järjestelmiin liittyviä laskennan lähtöarvoja ei ole saatavissa tai selvitettävissä, käytetään tässä liitteessä esitettyjä rakennuksen rakennusluvan vireilletulovuoden mukaisia oletusarvoja.

13 13 ENERGIAMUODON KERTOIMET E-luvun laskennassa käytetään maankäyttö- ja rakennuslain nojalla annetussa valtioneuvoston asetuksessa rakennuksissa käytettävien energiamuotojen kertoimien lukuarvoista (9/2013) määrättyjä energiamuotojen kertoimia: Sähkö 1,7 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1,0 Rakennuksessa käytettävät uusiutuvat polttoaineet 0,5 Asetus 9/2013:

14 14 OSTOENERGIA Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta 2012, Kuva 1 Vuoden ostoenergiankulutus lasketaan rakennukselle tai sen osille niiden käyttötarkoitusluokan mukaisella standardikäytöllä, joka on määritelty RakMk D3:ssa.

15 15 UUSIUTUVA OMAVARAISENERGIA Rakennuksessa tuotetulla uusiutuvalla omavaraisenergialla ei ole kertoimia, koska omavaraisenergia pienentää ostoenergian tarvetta. Uusiutuvasta omavaraisenergiasta otetaan laskennassa huomioon vain se osa, joka voidaan rakennuksessa käyttää hyödyksi eli se osuus, joka pienentää ostoenergiantarvetta. Ulkopuolisiin energiaverkkoihin syötettyä energiaa ei oteta laskennassa huomioon, joten se ei vaikuta E-luvun arvoon.

16 16 LASKENTAESIMERKKI - KAUKOLÄMPÖTALO Rakennuksen ostettu energia Energiamuodon kerroin E-luku Lämpö 100 kwh/m 2 Sähkö 50 kwh/m 2 Kaukolämpö 0,7 Sähkö 1,7 100 x 0, x 1,7 = 155 kwh/m 2

17 17 RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDEN LUOKITTELUASTEIKOT Liite 2, Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta Energiatodistuksessa rakennuksen tai rakennuksen osan energiatehokkuuden tasoa kuvataan luokitteluasteikolla A-G. Luokka A on energiatehokkain. Käytettävä luokitteluasteikko määräytyy kohteena olevan rakennuksen käyttötarkoituksen perusteella.

18 18 UUDISRAKENTAMISELLE ASETETTU ENERGIATEHOKKUUSLUOKKAVAATIMUS Ympäristöministeriön asetus asettaa uudisrakentamisen energiatehokkuusluokalle raja-arvoksi luokan C.

19 19 E-LUVUN SALLITUT YLÄRAJAT UUDISRAKENNUKSILLE Ympäristöministeriön asetuksessa on E-luvulle määrätty rakennustyyppikohtainen yläraja. Luokkaan C perustuvat eri rakennustyyppien E-luvun ylärajat: Pientalo: Pinta-alan mukaan (ks. seur.sivun esimerkki) Rivitalo: 150 kwh/m 2 Asuinkerrostalo: 130 kwh/m 2 Toimistorakennus: 170 kwh/m 2 Liikerakennus: 240 kwh/m 2 Majoitusliike: 240 kwh/m 2 Koulu ja päiväkoti: 170 kwh/m 2 Liikuntahalli: 170 kwh/m 2 Sairaala: 450 kwh/m 2

20 20 Esimerkki: Omakotitalon energiatehokkuusluku E (RH) (Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta. Liite 1) Arviolaskelmien mukaiset ostoenergian määrät standardikäytöllä: Lämmitettävä nettoala 180 m 2. Sähkö 8000 kwh/a. Kaukolämpöenergia: kwh/a. Rakennuksen kokonaisenergiankulutus eli E-luku: (1,7* ,7*18000)/180 =145,6 kwh/(m 2 a) Alaraja C : A netto = 123,8 kwh/m 2. Yläraja C : 173-0,07 A netto = 160,4 kwh/m 2. Rakennuksen energiatehokkuusluokka on C. Erilliset pientalot. Käyttöluokka yhden asunnon talot.

21 21 PIENTALON SALLITTU E-LUKU Pientalojen sallittu E-luvun yläraja riippuu myös asunnon pinta-alasta, vaatimukset ovat lievemmät pienille pientaloille. Lähde: ThermiSol,??

22 22 E-LUVUN LASKENTA Laskenta suoritetaan käyttäen RakMk D3:n lukujen 3 ja 4 laskentasääntöjä ja RakMk D3:n luvussa 5 esitettyjen vaatimusten mukaisilla laskentamenetelmillä ja laskentatyökaluilla. Rakennuksen tai rakennuksen osan ostoenergiankulutus on laskettava RakMk D3:n mukaisesti säävyöhykkeen I eli Helsinki- Vantaan säätiedoilla. Rakennuksen standardikäytöllä tarkoitetaan vakioitua ilmanvaihdon käyntiaikaa, valaistuksen ja kuluttajalaitteiden sähkönkäyttöä sekä ihmisistä tulevaa lämpökuormaa.

23 23 Suomen säävyöhykkeet (RakMK D3 2012, s.29) (RakMK D3 2012, s.2015)

24 24 ENERGIATEHOKKUUDEN LASKENTAAN LIITTYVIÄ TYÖKALUJA Isover Saint-Gobain & D.O.F. Tech Oy, Lämpöhäviön tasauslaskenta ja E-luvun laskenta Puuinfo, E-laskuri