Pientalon energiatehokkuusluku eri lämmitystavoilla

Transkriptio

1 RAPORTTI VTT-S Pientalon energiatehokkuusluku eri lämmitystavoilla Kirjoittajat: Tilaaja Teemu Vesanen, Mikko Saari Ensto Electric Oy

2 1 (8) Raportin nimi Pientalon energiatehokkuusluku eri lämmitystavoilla Asiakkaan nimi, yhteyshenkilö ja yhteystiedot Asiakkaan viite Ensto Electric Oy Technology Manager Matti Rae Veckjärventie 1, P.O.Box Porvoo, Finland Projektin nimi Projektin numero/lyhytnimi Pientalon energiatehokkuusluku eri lämmitystavoilla Raportin laatija(t) Sivujen/liitesivujen lukumäärä Teemu Vesanen, Mikko Saari 8/ Avainsanat Raportin numero energiatehokkuus, RET-pientalo, energiatodistus, D5 VTT-S Tiivistelmä Tässä työssä laskettiin tyypillisen pientalon energiatehokkuusluvut ja määritettiin niitä vastaava energiatehokkuusluokka eri lämmitystapoja käyttäen sekä nykyisiä määräyksiä että vuoden 2010 määräyksiä vastaavassa rakennuksessa. Kolmantena rakennustyyppinä otettiin mukaan vielä muuten 2010 määräysten mukainen rakennus, johon oli lisätty vaadittua parempi ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaite. Laskentatuloksia voidaan käyttää esimerkkinä siitä kuinka uusien määräysten mukaisella rakentamisella päästään B-luokan rakennukseen, mutta A-luokkaan pääseminen edellyttää esimerkiksi määräyksissä vaadittua paremman lämmöntalteenottolaitteen käyttöä. Luottamuksellisuus Espoo Laatija Teemu Vesanen Teemu Vesanen, tutkija luottamuksellinen Laatija Mikko Saari Mikko Saari, tutkija Hyväksyjä Tuomo Ojanen Tuomo Ojanen, erikoistutkija VTT Expert Services Oy:n yhteystiedot Mikko Saari Puh Jakelu (asiakkaat ja VTT) tilaaja 1 kpl, VTT arkisto 1 kpl PL 1000, VTT (Kemistintie 3, Espoo) VTT Expert Services Oy:n tai VTT:n nimen käyttäminen missään muussa muodossa mainoksissa tai tämän selostuksen osittainen julkaiseminen on sallittu vain VTT Expert Services Oy:ltä saadun kirjallisen luvan perusteella.

3 2 (8) Alkusanat Energiatodistuksen energiatehokkuusluokasta on vähitellen muodostumassa merkittävä tekijä rakennuksen markkinoinnissa. Rakentamismääräysten tiukentuessa uusien rakennusten energiatehokkuusluokka paranee. Tässä raportissa on keskitytty tilaajan kannalta kiinnostavimpiin energiatehokkuuteen vaikuttaviin asioihin, jotka ovat lämmitysjärjestelmä ja määräysten vaatimuksia parempi ilmanvaihdon lämmöntalteenotto. VTT haluaa tukea asiakkaidensa kilpailukykyä ja edistää näin yhteiskunnan kestävää kehitystä, työllisyyttä ja hyvinvointia. Tässä työssä näytetään esimerkkirakennuksen avulla kuinka rakennuksen energiatehokkuus muuttuu eri määräysten mukaisia ratkaisuja käytettäessä. Espoo Tekijät

4 3 (8) Sisällysluettelo Alkusanat Johdanto Tavoite Lasketun pientalon tiedot Kiinteät lähtötiedot Muuttuvat lähtötiedot Menetelmät Tulokset Tulosten tarkastelu Johtopäätökset...7 Lähdeviitteet...8

5 4 (8) 1 Johdanto Vuoden 2008 alusta voimaan astunut energiatodistuslainsäädäntö vaatii uusilta rakennuksilta energiatodistusta. Todistusta vaaditaan myös olemassa olevia rakennuksia myytäessä ja vuokrattaessa. Energiatodistuksen energialuokasta on vähitellen muodostumassa merkittävä tekijä rakennuksen laatua arvioitaessa. Rakentamismääräysten tiukentuessa uusien rakennusten energiatehokkuusluokka paranee. Tässä raportissa on keskitytty tilaajan kannalta kiinnostavimpiin energiatehokkuuteen vaikuttaviin asioihin, jotka ovat lämmitysjärjestelmä ja määräysten vaatimuksia parempi ilmanvaihdon lämmöntalteenotto. Tämä raportin laskentatapaukset ovat pääpiirteissään tilaajan määrittelemiä. 2 Tavoite Työn tavoitteena oli laskea tyypillisen pientalon energiatehokkuusluvut ja määrittää niitä vastaava energiatehokkuusluokka eri lämmitystapoja käyttäen sekä vuoden 2007 määräyksiä että vuoden 2010 määräyksiä vastaavassa rakennuksessa. Kolmantena rakennustyyppinä otettiin mukaan vielä muuten 2010 määräysten mukainen rakennus, johon oli lisätty vaadittua parempi ilmanvaihdon lämmön talteenottolaite, jolloin voidaan päästä energiatehokkuusluokkaan A. 3 Lasketun pientalon tiedot Laskennassa käytetty pientalo on ns. RET-pientalo, jota on käytetty myös Ympäristöministeriön energiatodistusoppaassa (YM 2009). 3.1 Kiinteät lähtötiedot Laskennan kiinteät lähtötiedot esitetään taulukossa 1.

6 5 (8) Taulukko 1. Laskennan kiinteät lähtötiedot. Perustiedot: Bruttopinta-ala 163 m 2 Rakennustilavuus 522 m 3 Huoneistoala 147 m 2 Sisälämpötila Henkilömäärä 4 Asuntojen lukumäärä 1 21 o C LVI-tiedot: Lämmöntuottolaite Lämmönjakotapa Huomiot Lämmitysvesivaraaja Käyttövesivaraaja Tehollinen lämpökapasiteetti Lämpimän käyttöveden lämpötilaero Vedenkulutuksen huoneistokohtainen mittaus ja laskutus Lämpimän käyttöveden kiertojohto Kiertojohtoon on liitetty märkätilojen lämmityslaitteita Jäähdytys otetaan huomioon laskennassa Alapohjan lämmöneristys 200 mm ei 70 Wh / brm 2 / K 50 o C kyllä ei ei Rakenteet: alapohja tyyppi maanvastainen (hiesu, moreeni, hieta) pinta-ala 147 m 2 yläpohja pinta-ala 147 m 2 ulkoseinät tyyppi ulkoilma pinta-ala 113 m 2 ulko-ovet pinta-ala 8.2 m 2 Ikkunat: Pohjoinen pinta-ala 8.8 m 2 Kehäkerroin 0.75 Läpäisykerroin g = 0.50 Itä pinta-ala 1.3 m 2 Kehäkerroin 0.75 Läpäisykerroin g = 0.50 Etelä pinta-ala 11.1 m 2 Kehäkerroin 0.75 Läpäisykerroin g = 0.50 Länsi pinta-ala 3.2 m 2 Kehäkerroin 0.75 Läpäisykerroin g = 0.50 Ilmanvaihto ja vuotoilma Ilmavirta Lämpötila Käyntiaika LTO hyötysuhde Sähköteho ilmanvuotoluku n50 D5-mukaisesti 15 o C D5-mukaisesti 0.13 kw

7 6 (8) 3.2 Muuttuvat lähtötiedot Eri laskentatapaukset on määritelty seuraavasti: 1. sähkölämmityspatterit, ei lämpimän käyttöveden kiertojohtoa, lämpimän käyttöveden varaaja 300 dm³ 2. sähköinen lattialämmitys, ei lämpimän käyttöveden kiertojohtoa, lämpimän käyttöveden varaaja 300 dm³ 3. vesipatterilämmitys 70/40 C, lämmönlähde kaukolämpö, lämpimän käyttöveden kiertojohto ilman märkätilojen lämmityslaitteita 4. vesikiertoinen lattialämmitys 40/35 C, lämmönlähde kaukolämpö, lämpimän käyttöveden kiertojohto ilman märkätilojen lämmityslaitteita Kukin laskentatapaus laskettiin kolmella eri energiatehokkuustasolla, jotka on määritelty taulukossa 2. Sähkölämmitystapauksissa ei käytetä lämpimän käyttöveden kiertojohtoa, koska sen käyttö sekoittaa varaajan veden lämpötilan kerrostumisen, mikä on edellytys varaajan tehokkaalle toiminnalle. Energiatehokkuustasojen 2008 ja 2010 mukaisissa ratkaisuissa rekuperatiivisella lämmöntalteenotolla (levylämmönsiirrin) varustettuun ilmanvaihtokoneeseen on kytketty myös keittiön liesikuvun poisto. Tällöin poistoilma kulkee kokonaisuudessaan lämmöntalteenoton kautta ja rakennuksen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde on sama kuin ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde. Energiatehokkuustason mukaiseen ratkaisuun hyötysuhteeltaan riittävän korkeaa rekuperatiivista lämmöntalteenottolaitetta ei ole saatavilla vaan tekniikka vaihtuu regeneratiiviseksi (pyörivä lämmönsiirrin, roottori). Esimerkkinä käytetyn ilmanvaihtokoneen valmistajan mukaan keittiön liesikuvun poistoa ei saa kytkeä koneeseen. Tämän vuoksi keittiön liesikuvun poistossa on käytetty erillistä liesituuletinta ilman lämmöntalteenottoa. Jos ilmanvaihtokoneen lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde on 73 %, liesituuletin pienentää rakennuksen ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteen arvoon 64.5 % (liesituulettimen käyttöaika on kaksi tuntia vuorokaudessa ja ilmavirta 80 dm³/s). Tätä vuosihyötysuhdetta käytettiin energialaskennassa. Lämmöntalteenoton vuosihyötysuhteen laskentamenetelmä on kuvattu Tasauslaskentaoppaassa 2007 (YM 2008). Taulukko 2. Energiatehokkuustasojen määritelmät ja muuttuvat lähtötiedot. t ulkoseinä 0.24 W/m²K 0.17 W/m²K 0.17 W/m²K yläpohja 0.15 W/m²K 0.09 W/m²K 0.09 W/m²K alapohja 0.24 W/m²K 0.16 W/m²K 0.16 W/m²K ikkunat 1.4 W/m²K 1 W/m²K 1 W/m²K ulko-ovet 1.4 W/m²K 1 W/m²K 1 W/m²K Ilmanvaihtokoneen LTO:n vuosihyötysuhde 30 % 45 % 73 % Ilmanvuotoluku n

8 7 (8) 4 Menetelmät Edellä kuvattujen laskentatapausten energiatehokkuusluvut ja niitä vastaavat energiatehokkuusluokat laskettiin käyttäen Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 ( D5) ja energiatodistuksesta annetun asetuksen (YM 2007) mukaisia ohjeita ja määräyksiä. 5 Tulokset Taulukossa 3 on esitetty laskennan tulokset. Taulukko 3. Rakennusten energiatehokkuusluvut (kwh/brm² vuodessa) ja energiatehokkuusluokat eri laskentatapauksissa Laskentapaus 1 Sähkölämmityspatterit 206 (D) 154 (B) 143 (A) Laskentapaus 2 Sähköinen lattialämmitys 213 (D) 160 (B) 149 (A) Laskentapaus 3 Vesiradiaattorit, 70/40 C 217 (D) 166 (B) 155 (B) Laskentapaus 4 Vesikiertoinen lattialämmitys, 40/35 C 224 (D) 174 (C) 163 (B) 6 Tulosten tarkastelu Vuoden 2010 rakentamismääräysten mukaisissa laskentatapauksissa rakennuksen energiatehokkuusluokka oli tasolla B C. Ilmanvaihdon lämmöntalteenottoa parantamalla saatiin sähkölämmitteisten rakennusten laskentatapauksissa luokka A ja vesikiertoisella lämmityksellä varustettujen rakennusten laskentatapauksissa luokka B. Laskentatapauksia määriteltäessä on pyritty todellisuutta vastaaviin järjestelmäratkaisuihin (esim. lämpimän veden kiertojohto ja keittiön liesikuvun poisto). Tästä johtuen eri rakennusten palvelutaso ei välttämättä ole täsmälleen sama. Tulokset on tarkoitettu antamaan kuva, kuinka paljon energiakulutus pienenee uusien määräysten mukaisella rakentamisella ja miten ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde ja lämmitysmuoto vaikuttavat energiatehokkuuslukuun. 7 Johtopäätökset Laskentatulokset antavat esimerkin tyypillisestä pientalosta, jossa uusien voimaan tulleiden määräysten mukaisella rakentamisella päästään B-luokan rakennukseen, mutta A-luokkaan pääseminen edellyttää esimerkiksi määräyksissä vaadittua paremman lämmön talteenottolaitteen käyttöä. Tuloksia voidaan käyttää esimerkkinä, mutta niitä ei tule yleistää koskemaan muun tyyppisiä pientaloja.

9 8 (8) Lähdeviitteet (YM 2009) (YM 2007) Energiatodistusopas 2007: Rakennuksen energiatodistus ja energiatehokkuusluvun määrittäminen, Ympäristöministeriö, viimeisin päivitys Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta, Annettu Helsingissä 19 päivänä kesäkuuta 2007, (ja Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiatodistuksesta annetun ympäristöministeriön asetuksen 1 :n ja liitteen 1 muuttamisesta, Annettu Helsingissä 16 päivänä joulukuuta ) ( D5) Suomen rakentamismääräyskokoelma osa D5 Ohjeet 2007 (Ympäristöministeriön asetus rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskennasta), Ympäristöministeriö, Asunto ja rakennusosasto, Annettu Helsingissä 19 päivänä kesäkuuta 2007, (YM 2008) Tasauslaskentaopas Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuuden osoittaminen, Ympäristöministeriö, viimeisin päivitys