Lähes nollaenergiarakentamiseen sopivat LVI -laitteet ja -järjestelmät. Miimu Airaksinen ja Pekka Tuomaala VTT Technical Research Centre of Finland

Samankaltaiset tiedostot
RAKENNUSTEN ENERGIANKÄYTÖN OPTIMOINTI. Kai Sirén Aalto yliopisto

Smart City -ratkaisut

WAMS 2010,Ylivieska Monitoring service of energy efficiency in housing Jan Nyman,

Kohti nollaenergia-alueita

Ekotehokkuus asuntomarkkinoilla miten sanoista tekoihin? Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen

Indoor Environment

Tutkimustuloksia vähähiilisestä rakentamisesta

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

Reliable sensors for industrial internet

Lapuan myöntämä EU tuki SOLUTION asuinalueille omakoti- tai rivitaloa rakentaville

Jatko-opinnot ja tutkimustyö. Kai Sirén Aalto yliopisto

Asuinkerrostalojen energiaremontointi ja kustannusoptimaaliset päästövähennykset Janne Hirvonen Juha Jokisalo, Juhani Heljo, Risto Kosonen

Defining nearly zero in Finland - FInZEB

Rakennusten energiatehokkuuden tulevaisuuden näkymät. Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen, VTT

Storages in energy systems

Hiilineutraalin Turun toimenpiteet ja haaste Lounais-Suomen yhteinen ilmastohaaste, Rauma Turun kaupunginhallituksen puheenjohtaja Olli A

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Arkkitehtitoimisto A-konsultit Oy

Kansainvälisiä tutkimus- ja kehitysprojekteja ekotehokkaan rakennetun ympäristön tuottamiseen, käyttöön ja ylläpitoon

Scanfil Kannattavaa kasvua

Geoenergian tulevaisuuden visio. Jari Suominen

EU:n tarjoamia mahdollisuuksia

FROM VISION TO CRITERIA: PLANNING SUSTAINABLE TOURISM DESTINATIONS Case Ylläs Lapland

HITSAUKSEN TUOTTAVUUSRATKAISUT

ProAgria. Opportunities For Success

Millainen on viihtyisä kaupunki ja miten sitä mitataan?

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Avanto arkkitehdit

Local and comprehensive schemes with renewable energy. Mika Kallio One1 Oy

Rakennusten energiatehokkuus 2.0

Finnish Solar Revolution

Rakennus uusiutuvan energian tuottajana - ovatko rakennus- ja energiaalat valmiita haasteeseen?

SolarForum. An operation and business environment development project

Cost-benefit analysis of energy efficient measures in buildings

Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari

Lämmitysjärjestelmät

Suomen Ympäristökeskuksen Synergiatalo. P U U P Ä I V Ä S a m u l i M i e t t i n e n

IT-ratkaisut sähkömarkkinoilla: Restricted Siemens AG 2013 All rights reserved.

tästä eteenpäin? Kimmo Konkarikoski

SMART CITY - EKOTEHOKAS TULEVAISUUDEN KAUPUNKIYMPÄRISTÖ. Marko Riipinen. Rakennusautomaatioseminaari 2013 Metropolia, Espoo 30.5.

Mikä tekee kaupugista älykkään? Miimu Airaksinen Research professor VTT Technical Research Centre of Finland

Katri Vala heating and cooling plant - Eco-efficient production of district heating and cooling

Kestävä ja älykäs energiajärjestelmä

Markku J. Virtanen, Dr

Ympäristöjalanjäljet - miten niitä lasketaan ja mihin niitä käytetään? Hiilijalanjälki

Continuous environmental monitoring for the automation of water balance management at mines

CO2-tavoitteet aluesuunnittelussa; Case Lontoo

Monitorointipohjainen toimivuuden varmistus (MBCx) ja sisäolosuhteiden hallinta

VTT ja tuulivoiman t&k. Tuulivoiman Workshop, Pasila Esa Peltola, johtava tutkija, VTT

7.4 Variability management

Laskentaoletukset ja laskentamenetelmien kehitystarpeet

Making use of BIM in energy management

Technische Daten Technical data Tekniset tiedot Hawker perfect plus

Energiatehokkuus yhdyskuntanäkökulmasta. Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen

Hiedanranta TAMPERE, FINLAND. Älykäs ja kestävä tulevaisuuden kaupunginosa Smart and sustainable city district of the future

Käyttäjäkokeiluista liiketoimintaa. TransSmart seminaari Karri Rantasila, Asiakaspäällikkö VTT

Rakennusten energiatehokkuus. Rakennusautomaation, säädön vaikutus energiatehokkuuteen

Tarua vai totta: sähkön vähittäismarkkina ei toimi? Satu Viljainen Professori, sähkömarkkinat

Space for work, meetings and events. Expert Services for knowledge intensive and growth oriented SME s

Building Information Model (BIM) promoting safety in the construction site process. SafetyBIM research project 10/2007 2/2009. (TurvaBIM in Finnish)

Rakennusten energiatehokkuus, uudet määräykset ja tavoitteet vuoteen Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen

Ihmisten yksilöllisten lämpöaistimusten. vaikutukset talotekniikan suunnitteluun. Evicures,

Alueelliset energiaratkaisut tutkimusta ja pilotointia meillä ja muualla Kiinteistöt kestävään kuntoon seminaari TkT Satu Paiho, VTT

Making diversity manageable. Miradore. Käytännön kokemuksia rahoituksen hakemisesta. Tiistai Technopolis Vapaudenaukio / Lappeenranta

TIEKE Verkottaja Service Tools for electronic data interchange utilizers. Heikki Laaksamo

National Building Code of Finland, Part D1, Building Water Supply and Sewerage Systems, Regulations and guidelines 2007

MITEN OPIT SKAALATAAN? TONI LUHTI - PLATFORM OF TRUST

Älykkyyttä, mutta millä hinnalla. Logistics 14 -tapahtuma Dr. Karri Rantasila, Asiakaspäällikkö Liikenne ja logistiikka VTT

Karelia ENI CBC-ohjelma/ PÄÄTÖSLUETTELO 1 Pohjois-Pohjanmaan liitto

Social and Regional Economic Impacts of Use of Bioenergy and Energy Wood Harvesting in Suomussalmi

Tekes BioRefine and Water: Water Innovations and Business Eväitä jatkoon Smart Water alueella Marina Congress Center Katri Mehtonen

Turun ilmasto- ja energiatoimenpiteitä

Sustainability Investing in the Future Low2No. Jean Rogers February 2011

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Kirsti Sivén & Asko Takala Arkkitehdit Oy

Plusenergiaklinikka Tulosseminaari Pellervo Matilainen, Skanska

Kalvosarjan käyttöohje

JA CHALLENGE Anna-Mari Sopenlehto Central Administration The City Development Group Business Developement and Competence

ReFuel 70 % Emission Reduction Using Renewable High Cetane Number Paraffinic Diesel Fuel. Kalle Lehto, Aalto-yliopisto 5.5.

RAIN RAKENTAMISEN INTEGRAATIOKYVYKKYYS

CASE POSTI: KEHITYKSEN KÄRJESSÄ TALOUDEN SUUNNITTELUSSA KETTERÄSTI PALA KERRALLAAN

Timo Linnainmaa, Partneri. EnergyVarkaus

METSÄT JA ENERGIA Kannattaako keskittyä hajautettuun? Pekka Peura

AALTO / CREATIVE SUSTAINABILITY

VALTAKUNNALLINEN YLIOPISTOKESKUSSEMINAARI Tulevaisuuden innovaatioiden, oppimisen ja osaamisen ekosysteemejä

Energia ja ympäristötekniikan oppimistiimi (EY-tiimi)

Innovative and responsible public procurement Urban Agenda kumppanuusryhmä. public-procurement

Improving advisory services through technology. Challenges for agricultural advisory after 2020 Jussi Juhola Warsaw,

AURINKOENERGIAN PASSIIVISEN JA AKTIIVISEN HYÖDYNTÄMISEN HUOMIOIMINEN RAKENNUSSUUNNITTELUSSA JA KAAVOITUKSESSA

LUUKKU ja LANTTI NOLLAENERGIATALOKOKEILUJA AALTO-YLIOPISTOSSA

ABB Oy Domestic Sales Harri Liukku Aurinkosähköjärjestelmät Kytkennät

Exercise 3. (session: )

Mitä tarjolla Energiatyöohjelmassa, vinkkejä tuleviin hakuihin

Korjausrakentaminen ja päästöjen vähentäminen Miimu Airaksinen, RIL

Renewable energy production of Finnish heat pumps. Final report of the SPF-project

Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Ihmisen vai ympäristön ehdoilla? Tarja Takki Halton Group New Ventures

Risto Kauppi, CEO. Rugged Tooling Subject to change

Poistuvat kurssit ja korvaavuudet (RRT ja YYT)

Aurinkoenergiasta liiketoimintaa-

Energiatehokas rakennus 2020

Copernicus, Sentinels, Finland. Erja Ämmälahti Tekes,

Rakentamisen 3D-mallit hyötykäyttöön

Transkriptio:

Lähes nollaenergiarakentamiseen sopivat LVI -laitteet ja -järjestelmät Miimu Airaksinen ja Pekka Tuomaala VTT Technical Research Centre of Finland FinnBuild 2.10.2014

Click Drivers to for edit change Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 02/10/2014 2

Making sense of innovations Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Societally Desirable 02/10/2014 3

Rakennusten Click to edit energiatehokkuuden Master title style parantaminen ja tähän liittyvät lisäinvestointikustannukset Kokonaisenergia Uusiutuva nettoenergia Click to edit Master text styles Energiantarve Second level Third level 100 Fourth level Fifth level Indeksit Investointikustannukset 112 110 80 60 40 20 Normirakennus Matalaenergia Passiivitalo Nollaenergia Energiapositiivinen 108 106 104 102 100 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Suomen lait ja asetukset Energiamääräykset 2008 Energiamääräykset 2010 (- 30%) Energiamääräykset 2012 (-15%, energiamuodon kerroin) Energiamääräykset 2015 (syöttötariffit?) Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin tiukennukset 2019 (?) 02/10/2014 4

Käyttö vs mitoitus: Lämmityksen energian tarve pienenee Click to voimakkaammin edit Master title kuin style tehon tarve Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 02/10/2014 5 Lähde: Airaksinen, Vuolle 2012

Energian tarve Click Miten to kiinteistö- edit Master ja title rakennusala style muuttuu? Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 1. Energiatehokkuuden parantaminen Integroitu suunnittelu Materiaali- ja rakennustuotevalikoiman hallinta Laadukas toteutus Ylläpito NYT 2020 2. Ympäristömyönteinen energiahuolto Uusiutuvat energialähteet Energian varastointi Lokaali energiakauppa Syöttötariffit Aitoa lisäarvoa tuottavat verkostoituneet toimintamallit tulevat korostumaan 02/10/2014 6

Future energy networks Click to edit Master title style Central and decentralized energy production Integration Click to edit of Master local and text styles global Second solutions level Third level Buildings and Fourth mobility level Fifth level system are active part of energy network Energy network management Energy storages and smart energy networks Changing value chains European Technology Platform Smartgrid 2006 02/10/2014 7

Smart Click to energy edit Master networks title style research integration VTT Apros integrating many sub tools Multi objective modelling Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level VTT Innovation program Ingrid 02/10/2014 8

Example: Heat pump or solar thermal integration Energy consumption dynamics: District heat network: Solar energy production: Matching production and consumption: * buildings and residents * impacts of building retrofits and master plan * buffer storage capacity using pressure and temperature controls * building integrated vs single field * weather and solar radiation variations * overproduction feed-in vs storage solutions * chp solutions Heating consumption of district s buildings Solar thermal field production Hot water consumption 02/10/2014 9

100 % 75 50 25 0 100 % Zero energy design challenges related to solar applications heating dominated climate solar potential energy load annual cycle cooling dominated climate solar potential Optimization of yearly demand and supply Energy efficiency reduces mismatch Other means Energy storages Orientation (PV): Supply responses demand more efficiently 100 % residential building 75 75 50 50 25 energy load 25 0 annual cycle 0 daily cycle 10

Energiatehokkuus ja energiaratkaisut Renewable energy systems PV panels: 14 kw Terminal devices with heaters according to heat source Solar collectors: vacuum tube collectors Duct heater Ground heat exchanger with liquid according to heat circulation source Energy supplied to underground garage Cold air Heat recovery Cold air High energy benefit Air quality in the long-term? Fresh air pre-heating with subsoil heat exchanger Fresh air pre-heating with ground source heat 02/10/2014 11

Online forecasting of building energy consumption Forecasting is based on open weather data or forecast data by Finnish Meterology Institute (FMI) Web service based solution (no user interface is needed, easy integration with other applications) 02/10/2014 12

Examples of net zero and nearly zero energy buildings in Finland Net zero energy buildings: Järvenpää: Apartment house 2124 m 2 Kuopio: Apartment house 2124 m 2 Mäntyharju: Single-family house 154 m 2 Hyvinkää: Single-family house (design phase) Mäntyharju: Demo house (Aalto University) 50 m 2 Nearly zero energy buildings: Pietarsaari: Single-family house 165 m 2 Lahti: Elderly service centre 16 500 m 2 (design phase) Net zero and nearly zero energy buildings Passive buildings 13

Net zero energy house, Mäntyharju Systems integration, building system Ground source heat pump heating Low-temperature floor heating Solar collectors for hot water heating (50 %) Water saving fixtures (25 % savings) Lighting: LED (30 50 % savings) Shading / blinds Ventilation pre-heating/cooling Energy classified household appliances Energy demand 7000 kwh = 45 kwh/m 2 Solar collectors 5 m 2 PV panels 8 kw p www.suutarinen.fi 02/10/2014 14

IEA5-Solar House Ground source heat pump Solar thermal PV Quality Professional use High insulation level Pietarsaari 1993 Tavallinen 2011 Component U-value [W/m 2 K] Wall 0,12 0,17 Roof 0,09 0,09 Floor 0,1 0,16 Door 0,4 1,0 Window 0,7 1,0 15

Nearly zero energy house Pietarsaari 1993: Energy demand 98 kwh/m 2 Purchased energy 48 kwh/m 2 Technical development: PV: Present system 2 kw p Planned renewal ~8 kw p Ground source heat pump: Original: COP 2,4 New: COP 3,5... 4,0 (45 o C, back-up for hot water) Pietarsaari 2011: Purchased energy 30... 40 kwh/m 2 Pietarsaari 2012: Purchased energy 0... 10 kwh/m 2 16

Forecasting and managing energy storage at district level Scientific publication ongoing in collaboration with Chinese university partners The objective of this study is to develop a methodology for predicting energy storage needs at neighbourhood level. The target is to develop data analytics and predicting methods to support renewable-based energy management at district level. Solar and wind production forecast Building energy consumption forecast Energy storage + = forecast 02/10/2014 17

Accepted additional investment cost up to 10% Up to 20% of the cost of a standard house 7 % What is maximum extra investment cost that you would accept in order to build a low energy house? Over 20% of the cost of a standard house 3 % No extra investment 6 % Up to 15% of the cost of a standard house 10 % Up to 5% of the cost of a standard house 34 % Up to 10% of the cost of a standard house 41 % IEE NorthPass/VTT 02/10/2014 n = 102 18

Progress monitoring Click to edit Master title style Smart City Key Performance Indicators Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 02/10/2014 19

Performance measurements and visualisations 02/10/2014 20

Digitalo rooms, IEQ index 02/10/2014 21

Understanding user preferences Human thermal model to estimate better thermal comfort and to crease demand based control of temperatures Human behavior patters to forecast building energy demand 02/10/2014 22

Yhteenveto Energiatehokkuuteen liittyvät määräykset tulevat ilmeisesti edelleen tiukkenemaan suunnittelun ja mitoituksen haasteet lisääntyvät rakennusten integraatio energiaverkkoihin Taloudellisuusnäkökulmat korostuvat lähitulevaisuudessa elinkaarikustannusten optimointi (investointi- ja käyttökustannukset) Tilojen loppukäyttäjien vaatimustaso on kasvussa (ikääntyminen etc) hyvän sisäympäristön laadun hyötyjen osoittaminen (+10%; +10%; +5%) todellisten tarpeiden tunnistaminen (ilman laatu sekä lämpö-, valaistusja ääniolosuhteet) sisäolosuhdepalvelut (?) 02/10/2014 23

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level TECHNOLOGY FOR BUSINESS 24