Rakennusten energiatehokkuus, uudet määräykset ja tavoitteet vuoteen Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen

Transkriptio

1 Rakennusten energiatehokkuus, uudet määräykset ja tavoitteet vuoteen 2020 Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen

2 2 Rakennetulla ympäristöllä on suuri vaikutus sekä ympäristöön että kestävään kehitykseen Rakennettu ympäristö kuluttaa: 17% puhtaasta vedestä 25% puumateriaalista 40% energia ja materiaalivirroista 30-40% primäärienergiasta >60% emissioista (sis. liikenteen)

3 3 Estimated economic mitigation potentials by sector in 2030 Source: IPCC 2007 Climate Change Synthesis Report

4 Milj. tn CO 2 ekv. 15/08/ Kioto Suomen päästöt Suomen päästöt CO2 ekv.

5 5 Yhdyskunta rakenteen vaikutukset kasvihuonepäästöihin Energian- ja materiaalien kulutus sekä päästöt ja jätteet per asukas yhdyskuntarakenteessa 1. Alueiden käyttö tehokkuus, etäisyydet, perusrakenteiden tarve 2. Liikennejärjestelmät liikkumis- ja kuljetustarpeet, kulkutapavalinnat 3. Energiajärjestelmät energiantarve ja muodot, ominaispäästöt Yhdyskuntarakenteen ohjaustoimenpiteet alueiden käytön suunnittelu kaavoitus maa- ja tonttipolitiikka rakentamismääräykset tontinluovutusehdot yhteistyösopimukset perusrakenteiden järjestelmävalinnat

6 6 100 % lisää maapinta-alaa per asukas merkitsee 50 % lisää energiakuluja per asukas PKS PKS Hämeenlinna Lahti sukkuloijaa Kotka Tampere Mikkeli PKS Tammisaari Hämeenlinna Lahti sukkuloijaa Turku Kotka PKS oli jo sukkuloijaa YTV-alueelle! Tammisaari sukkuloijaa YTV

7 Taajaman maapinta-alan muutos %/v 15/08/ Kaupunkiseutujen rakennemuutos Kaupunkiseutujen rakennemuutos ,5 % 3,0 % 2,5 % 2,0 % 1,5 % 1,0 % 0,5 % Lahti Kuopio Vaasa Pietarsaari Turku Joensuu Raahe Helsinki Lohja Forssa Kajaani Kotka-Hamina Kemi-Tornio Hämeenlinna Savonlinna Valkeakoski Lappeenranta Mikkeli Kokkola Kouvola Rovaniemi Pori Varkaus Rauma Iisalmi Heinola Salo Hyvinkää-Riihimäki Tampere Jyväskylä Seinäjoki Oulu harvenevat kaupunkiseudut (32 kpl = 94 %) pinta-ala kasvaa nopeammin kuin väestö tihentyvät kaupunkiseudut (2 kpl) Huom! kyseessä vain 5 vuoden trendi, jonka taustalla voi olla myös satunnaisia taajama-alueen rajausmuutoksia 0,0 % Imatra Porvoo* -0,5 % -1,0 % -0,5 % 0,0 % 0,5 % 1,0 % Taajamaväestön muutos %/v 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % Vain Porvoossa ja Jyväskylässä taajama-alan kasvu on ollut hitaampaa kuin väestönkasvu. Porvoossa kyse on tilastollisista syistä, Sköldvikin alueen irtoamisesta tilastollisesta Porvoon taajamasta. Kuva Lahti P. 2010

8 8 Energiantuotanto

9 Ominaispäästöt g(co 2 )/kwh 15/08/ Sähkön ja kaukolämmön ominaispäästöt Kaukolämpö Sähkö

10 10

11 11 Rakennukset

12 Total energy use (kwh/m 2 a) 15/08/ Low energy building, passive building zero energy building plus energy building Low energy communities... -> plus energy communities 's building 2000's building low energy building passive building zero energy building plus energy building

13 13 Uudisrakennusten rakentamismääräykset 2012 renewable fossil Environmental impact Energy efficient State of the art Building energy demand

14 14 Lämpöhäviöt Uudet määräykset 2012 Lämpöhäviöistä kokonaisenergiatarkasteluun Kokonaisenergia KOSKEE VAIN UUDISRAKENNUKSIA

15 Bought energy (kwh/m 2 ) 15/08/ Electricity 200 Domestic hot water Space heating low energy passive house

16 16 Uudisrakentamisen määräykset 2012 Rakennuksen kokonaisenergiankulutukselle määrätään rakennustyyppikohtainen yläraja E-luku E-luvun laskennassa huomioidaan myös rakennuksen käyttämän energian tuotantomuoto Lämmityksen lisäksi myös ilmanvaihto, kuluttajalaitteet, valaistus ja lämmin vesi Eri energialähteille määritetty energiamuodon kertoimet, jotka kuvastavat luonnonvarojen käyttöä The battery and hot water contain the same amount of energy. The water can be used for heating but it can not run our computers. The electrical energy battery contains can be used for both heating and running our computers. Thus, the electrical energy is noble compared to heat and should be used with care. => Right energy source in right place is eco-efficient

17 17 E-luku kokonaisenergiatarkastelussa E-luvun laskenta esimerkki kaukolämpötalosta: Rakennuksen standardikäyttö

18 18 Rakennuskanta Kuva Huovila P. 2010

19 Ennen luku luku luku luku luku luku luku luku luku luku 15/08/ Vuonna 2050 on yhtä paljon vuoden 2010 jälkeen rakennettua rakennuskantaa kuin ennen vuotta 2010 rakennettua rakennuskantaa Vuoden 2010 rakennuskanta vuonna 2050 Uudistuotanto milj. m2 270 milj. m2 milj. m Rakennuskannan kerrosala ikäluokittain v Vapaa-ajan asuinrakennukset Tuotantorakennukset Julkiset palvelurakennukset Liike- ja toimistorakennukset* Asuinkerrostalot Rivitalot 0 Omakotitalot 2010

20 20 Korjausrakentaminen Some of us do not see the beauty of this building

21 21 but in respect of renovation it is functional Passive house renovation concept: Heating and cooling 20 kwh/m 2, Total primary energy 120 kwh/m 2 Figure: Lylykangas TES Energy Facade

22 22 Sustainable approach: after renovation it can be seen also rather attractive

23 uudet rakennukset lähes nollaenergiataloja EPBD recast: Kaikki uudet julkiset rakennukset ovat jälkeen lähes nollaenergiataloja Kaikki uudet rakennukset ovat jälkeen lähes nollaenergiataloja

24 24 Netto nollaenergiatalo, Kuopio ja Järvenpää

25 25 Nollaenergiarakennuksien perusperiaatteet Uusiutuvat energiat Tehokas käyttö Pieni energiankulutus energian säästö Pieni energian tarve => Kaikki energia uusiutuvista Kokonaissuunnittelu Ei osaoptimointia Energian tarpeen minimointi Minimoidut lämpöhäviöt Minimoitu/Ei jäähdytystä Tehokas energian käyttö, erit. sähkö Energian ja vedenkulutuksen mittaus Pieni tehontarve Tehokas energian tuotto Uusiutuvat energiat integrointuna rakennukseen Paikalliset energiantuottojärjestelmät back-up:na Älykäs energian siirto rakennusten välillä, paikallisissa ja kansallisissa energainverkoissa

26 26 Kuopio 2010 Energian tarve Tilojen lämmitys 12 kwh/m 2 LKV 13 kwh/m 2 Kiinteistösähkö 6 kwh/m 2 Yhteensä 31 kwh/m 2 Uusiutuva energia PV 7 kwh/m 2 Aurinkolämpö 16 kwh/m 2 Maalämpö 12 kwh/m 2 Yhteensä 35 kwh/m 2 Ei sisälly Käyttäjäsähkö 16 kwh/m 2

27 27 Renewables Solar heat: 50 % of the heat demand Solar electricity: Option 1: 100 m % of the electricity demand for building services Option 2: 370 m % of the total electricity demand Wind power: 15 kw 90% of the total electricity demand

28 28 Smart grids and smart buildings European Technology Platform Smartgrid 2006

29 29 Huipputehontarve on tärkeä ekotehokkuuden kannalta Power MW Temperature (C) Energy use Temperature Ruotsalainen /Sederlund 2008

30 30. sekä kustannusten Time in hours

31 31 Finnish EcoCity concept in China - New housing in old quarries High density - high rise housing Good orientation Possibility to maximum of storeys Energy producing lifts (reduced consumption) Green roofs Passive house standard Combined energy demand for heating and cooling 15 kwh/m 2 Total energy demand < 50 kwh/m 2 Distributed electricity production Mix of uses: shops, offices, public services, library, storages, car parking with battery charge, cafes and restaurants, rooms for hobbies and activities etc.

32 32 Energiatodistus ja ympäristösertifikaatit

33 33 Laskennallinen energiatodistus kertoo luotettavasti rakennuksen ominaisuuksista (=hyvä kiinteistökaupan apu). Lisäksi tarvitaan käyttäjiä ohjaavia toimenpiteitä. Samanlaiset toimistorakennukset, mutta eri käyttäjät

34 34 Käyttäjät ovat tärkeitä Rakennusten energiatehokkuus on parantunut, mutta yksittäisten käyttäjien energiankulutuksen erot ovat suuria, monissa tapauksissa ±45%! Käyttäjät tarvitsevat helppokäyttöisiä säätimiä ja indikaattoreita.. ja lisäksi niihin pitäisi ylettyä!

35 35 Ekotehokkuus = Elämänlaatu Ympäristöpaine * Resurssien käyttö * Kustannukset Kuva Huovila P. 2010

36 36 Ekotehokkuus = Elämänlaatu Ympäristöpaine * Resurssien käyttö * Kustannukset Kestävä kehitys = puhdas ja terveellinen ympäristö laadukkaat ja kestävät tuotteet sosiaalisesti hyväksyttävä päästöt ym. ympäristöhaitat materiaalien ja energian kulutus elinkaarikustannukset Näitä lisää (elämän laadun paraneminen palkitsee) Näitä vähemmän (rajoituksilla, määräyksillä, kannustimilla) valokuva Pekka Huovila

37 37 There are many paths towards low CO 2 emissions, but built environment is the key element in reducing CO 2 emission and increasing sustainability as well as creating good living

38 38 VTT creates business from technology