COMBI Millä palvelurakennukset kannattaa lämmittää? Juha Jokisalo Aalto-yliopisto Konetekniikan laitos

Samankaltaiset tiedostot
Kustannusoptimaaliset lämmitys- ja jäähdytysratkaisut palvelurakennuksissa Laatijat: Jonathan Nyman, Aalto-yliopisto; Juha Jokisalo, Aalto-yliopisto

COMBI WP4 Lämmitys- ja jäädytysratkaisujen vaikutus palvelurakennusten energiatehokkuuteen

COMBI Kustannusoptimaaliset suunnitteluratkaisut uusissa ja vanhoissa palvelurakennuksissa

Aurinkosähkö kannattaa etenkin vanhainkodeissa Laatijat: Paula Sankelo, Aalto-yliopisto; Juha Jokisalo, Aalto-yliopisto

Kustannusoptimaaliset suunnitteluratkaisut palvelurakennuksissa Laatijat: Paula Sankelo, Aalto-yliopisto; Juha Jokisalo, Aalto-yliopisto 18.1.

Kustannusoptimaaliset energiakorjaus- ja uusiutuvan energian tuotannon ratkaisut kunnallisissa palvelurakennuksissa

COMBI. Tulosseminaari Taloudellisuustarkastelujen toteutusperiaatteet. Juhani Heljo

Talouslaskennan perusperiaatteet Laatija: Juhani Heljo TTY

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Paikallistuotannon keskittäminen kannattaa vain poikkeustapauksissa Laatija: Jukka Paatero, Aalto-yliopisto

Rakennusten energiainvestointien monitavoiteoptimointi

Gasum Petri Nikkanen 1

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Vesikiertoinen lattialämmitys / maalämpöpumppu Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto, lämmöntalteenotto. Laskettu ostoenergia. kwhe/(m² vuosi) Sähkö

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Talonpojantie 10, rakennus A 00790, HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso 2012

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

JULKISTEN HIRSIRAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS. Iida Rontti Markus Tolonen

Lämmitysverkoston lämmönsiirrin (KL) Asuntokohtainen tulo- ja poistoilmajärjestelmä. Laskettu ostoenergia. kwhe/(m² vuosi) Sähkö Kaukolämpö

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Korkeakoulunkatu , TAMPERE. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS 00550, HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Kalevankatu 26 b 80100, JOENSUU. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

Elenia Lämpö Kaukolämmön kilpailukykytarkastelun tulokset Yhteenveto

ENERGIATODISTUS. Taubenkuja , HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. LUONNOSVERSIO - virallinen todistus ARA:n valvontajärjestelmästä. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

ENERGIATODISTUS. As Oy Maakirjantie 2 E-D Maakirjantie Espoo. Asuinrakennus (Asuinkerrostalot) Uudisrakennusten.

ENERGIATODISTUS. Matinniitynkuja , ESPOO. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Lämpöpumppu- ja energiatehokkuusinvestointien kannattavuus ja optimointi asuinkerros- ja rivitalojen peruskorjauksissa

ENERGIATODISTUS. Kahilanniementie 9-11 TALO 1 Kahilanniementie Lappeenranta Uudisrakennusten.

FInZEB-hankkeen ehdotukset nzeb-e-luvuiksi rakennustyypeittäin

LUONNOS ENERGIATODISTUS. kwh E /(m 2 vuosi) energiatehokkuuden vertailuluku eli E-luku

Paritalo Kytömaa/Pursiainen Suojärvenkatu 11 a-b Joensuu Erilliset pientalot

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Haukilahdenkuja , HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Suurpellon Apilapelto Talo E Piilipuuntie 3 C-E Espoo Uudisrakennusten.

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Pasteurinkatu , HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

Rakennuksen energiankulutus muuttuvassa ilmastossa

Vuores Koukkujärvi Energiavaihtoehtojen tarkastelu. Jyri Nieminen Ismo Heimonen VTT

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Leinelänkaari 11 A 01360, VANTAA. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Leineläntie , VANTAA. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

FInZEB-hankkeen ehdotukset nzeb-e-luvuiksi rakennustyypeittäin

Rakennusten energiainvestointien monitavoiteoptimointi

ENERGIATODISTUS. As Oy Hollituvantie 2 talo 1 Hollituvantie Porvoo / Muut asuinkerrostalot

Vuoden 2012 uudet energiamääräykset LUONNOKSET ASTA Juhani Heljo Tampereen teknillinen yliopisto 1.10.

ENERGIATODISTUS. KOy Tampereen keskustorni Tampellan esplanadi Uudisrakennusten. määräystaso 2012

ENERGIATODISTUS. Mika Waltarinkatu 14, Talo A Mika Waltarinkatu Porvoo. Pientalo (Asuinkerrostalot) Uudisrakennusten.

ENERGIATODISTUS. Rotisentie , VALKO. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Kissanmaankatu , TAMPERE. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Uudet energiatehokkuusmääräykset, E- luku

RAKENTAMINEN JA ENERGIATEHOKKUUS

Uusien rakennusten energiamääräykset 2012 Valtioneuvoston tiedotustila

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ASOKODIT Iltatuulentie 4 Iltatuulentie Hyvinkää. Muut asuinkerrostalot

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

FInZEB-laskentatuloksia: Herkkyys- ja energiamuototarkastelut muut rakennukset

ENERGIATODISTUS 00540, HELSINKI. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

1 (3) LLo / EAR. Selvitys / Päivitetty LÄHTÖTIETOJA KUSTANNUSTARKASTELUJEN TEKEMISEKSI KOULUT JA PÄIVÄKODIT

ENERGIATODISTUS. HOAS 155 Majurinkulma 2 talo 1 Majurinkulma , Espoo. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Pentintie Kauhava T 1987 Kahden asunnon talot. Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Harju, Rakennus A-D Harju Kirkkonummi Muut asuinkerrostalot

ENERGIATODISTUS. HOAS 263 Katajanokanranta 21 Katajanokanranta , Helsinki. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIARATKAISUT JA LÄHESNOLLAENERGIARAKENNUKSET Alustavat selvitykset

ENERGIATODISTUS. Korvasienenkatu 3 Korvasienenkatu Lappeenranta K Uudisrakennusten.

ENERGIATODISTUS. Asunto Oy Saton Kahdeksikko talo F Vaakunatie Kaarina Uudisrakennusten.

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

RAKENTAMISEN ENERGIAMÄÄRÄYKSET 2012

ENERGIATODISTUS. Kirrinkydöntie 5 D Jyskä / Talo D Rivi- ja ketjutalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

FInZEB-kustannuslaskenta

ENERGIATODISTUS. ASUNTO OY LIPPALAHTI, GHIJ-TALO Tuohistanhua Espoo. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Avanto arkkitehdit

Rakennusvalvonnan laadunohjaus:

Energiakortti Laatijat: Olli Teriö, TTY; Juhani Heljo TTY

Transkriptio:

COMBI Millä palvelurakennukset kannattaa lämmittää? Juha Jokisalo Aalto-yliopisto Konetekniikan laitos 26.1.2017

Tausta ja tavoite Simulointitutkimuksessa kolme Tampereen kaupungin palvelurakennusta Kohteet mallinnettiin ja simuloitiin erilaisilla järjestelmävaihtoehdoilla käyttäen mahdollisimman todenmukaisia lähtötietoja. Mitkä lämmitys- ja jäähdytysratkaisut ovat kustannusoptimaalisia?

Menetelmät energialaskenta ja optimointi Rakennusten simulointi: IDA-ICE Lämpöpumppujen tehomitoituksen optimointi IDA-ICE + MOBO (Multi Objective Building Optimization) työkalulla. Maalämpökaivojen mitoitus: EED 3.21 (Earth Energy Designer)

Menetelmät - elinkaarikustannukset Tutkittavien järjestelmien elinkaarikustannusten (LCC) nykyarvo COMBI-hankkeessa sovitut laskentaperiaatteet (Heljo 2016*): Laskenta reaaliarvoilla (inflaatio ei mukana) Tarkastelujakso 20v. (rakennusten käyttöikä 40v.) Kustannukset ilman ALV:ia Yleiskulut mukana kustannuksissa Laskentakorko r (reaalinen) Perustapauksissa: 3% Herkkyystarkasteluissa: 1 ja 5% Energian ja siirron reaalinen hintakehitys e: Perustapauksissa 2%/vuosi kaikilla energiamuodoilla Herkkyystarkasteluissa 0% (kaikki), 4%(KL, sähkön siirto) * Heljo Juhani, Taloudellisuustarkastelujen toteuttamisperiaatteet, COMBItulosseminaari 28.1.2016

Energian hinnat ja tehomaksut Sähkö: Energia ja siirtohinta Tampereen Sähkölaitoksen hinnoilla : Luhtaa: 92.2 /MWh Vehmainen & Jukola: 81.2 /MWh Kaukolämpö: Energian hinta kuukausittain (44.7-61.5 /MWh) ja vuosimaksu Tampereen Sähkölaitoksen hinnoilla. Kaukojäähdytys: Energian hinta vuositasolla (27 /MWh) ja vuosimaksu Tampereen Sähkölaitoksen hinnoilla. Pelletit: Hinta kuukausittain (46.1 47.1 /MWh) Tilastokeskuksen Suomen keskim. puupellettien hintatilaston mukaan.

Luhtaan päiväkoti Suomen 1. passiivitason päiväkoti Valmistunut 2012 Noin 140 lasta Lämmitetty nettoala 1438m² U-arvot, W/m²K US: 0.09 YP: 0.06 AP: 0.07 Ikkunat: 0.66 Nykyinen lämmitystapa: kaukolämpö Lämmönjako: vesik. lattialämmitys / IV-lämmitys / vesirad. IV: Kon. tulo- ja poisto (LTO LT-hyötysuhde 60-80%) Mitattu ilmavuotoluku n 50 = 0.34 1/h

Rakennuksen käyttö Henkilömäärä ja läsnäoloprofiili perustuvat kyselytutkimukseen Huonelaite- ja valaistusprofiilit ovat arvioituja ja perustuvat ns. FINVAC*-profiileihin ja kohteen läsnäoloprofiileihin LKV-kulutusprofiili perustuu mitattuun kulutukseen Mitattu LKV-kulutus (186 dm 3 /m 2 LKV-kulutusprofiili,a) 100 80 Prosentti, % 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Aika, t *FINVAC: The Finnish Association of HVAC Societies Profiilit saatavilla: http://www.finvac.org/

Mitoitustehot Lämmityksen asetusarvo: 21 C Jäähdytyksen asetusarvo: 25 C Lämmityksen mitoitusteho Lämpöpumput* Kaukolämpö/ pellettikattila Tilat 24 kw 30 kw IV 48 kw 66 kw Yhteensä 72 kw 96 kw Jäähdytyksen mitoitusteho IV 21 kw * Lisäksi lämpöpumppujen apulämmitys sähköllä

Luhtaan tutkitut tapaukset Lämmitysteho ja hyötysuhde / COP 1: KL + Kon. jäähdytys Kaukolämpö + ilmalauhdutteinen kompr. kylmälaite 100kW ƞ: 0.97 2: MLP + vapaajäähdytys Maalämpöpumppu + vapaajäähdytys maaperällä 54kW COP: 4.5 (0/35 C) Päälämmitysja jäähdytysjärjestelmä 3: IVLP + kon. jäähdytys Ilma-vesilämpöpumppu + ilmalauhdutteinen kompr. kylmälaite 46kW COP: 3.65 (7/35 C) 4: Pellettikattila + kon. jäähdytys Pellettikattila + ilmalauhdutteinen kompr. kylmälaite 100kW ƞ: 0.75 Lisälämmitys - Sähkö tai Sähkö tai - kaukolämpö kaukolämpö Lämmönjakojärjestelmä Lattia-, rad.- ja IVlämmitys (35/30 C) Lattia-, rad.- ja IVlämmitys (35/30 C) Lattia-, rad.- ja IVlämmitys (35/30 C) Lattia-, rad.- ja IVlämmitys (35/30 C) LV-varaaja 400L (keräimet) 400L 400L 400L Jäähdytysteho ja ESEER / COP Jäähdytyksen jakelu Kylmävesi varaaja Aurinkokeräin ja pinta-ala 21kW ESEER: 3.6 IV-jäähdytys (7/12 C) 21kW COP: 30 IV-jäähdytys (7/12 C) 21kW ESEER: 3.6 IV-jäähdytys (7/12 C) 21kW ESEER: 3.6 IV-jäähdytys (7/12 C) 140L 140L 140L 140L Tasokeräimet A: Int. (12/24m²) B: Eril. (10/21m²) C: Eril.(11/19 m²) - - Tasokeräimet A: Int. (12/24m²) B: Eril. (10/21m²) C: Eril.(11/19 m²)

Luhtaan järjestelmien investointikustannukset* 1: KL + Kon. 2: MLP + 3: IVLP + kon. 4: Pellettikattila + kon. jäähdytys vapaajäähdytys jäähdytys jäähdytys Päälämmitysjärjestelmä, 16 300 65 300 32 300 132 800 Apulämmitysjärjestelmä, - Sähkö: 9 600 Sähkö: 9 600 - KL: 16 300 KL: 16 300 KL. Liittymismaksu, 13 500 13 500 13 500 - KL. Perusmaksu, /v 2 700 2 700 (KL-apulämmitys) Suuremman sähköliittymän lisäkustannus, 2 700 (KLapulämmitys) - 4 200 4 200 - Jäähdytysjärjestelmä, 10 300-10 300 10 300 Aurinkolämpöjärjestelmä Tasokeräimet A: (13 800 / 26 400 ) B: (7 500 / 15 100 ) C: (7 400 / 12 800 ) Tasokeräimet A: (13 800 / 26 400 ) B: (7 500 / 15 100 ) C: (7 400 / 12 800 ) * Taulukon hinnat sisältävät asennuksen, mutta ei ALV:ia eikä yleiskustannuksia -

Luhtaa: Lämpöpumppujen optimaalinen tehomitoitus Valmistajan mitoittama MLP 72% ja IVLP 64% kohteen max. tehontarpeesta. Kustannusoptimaalinen mitoitus olisi 28%, kun apulämmitys sähköllä ja 19%, jos apulämmitys kaukolämmöllä.

Luhtaa: järjestelmien LCC vs. energiatehokkuus *E-luku on laskettu D3 (2012) mukaisilla energiamuotojen kertoimilla, mutta kohteen energiankulutus perustuu mitattuun ja arvioituun käyttöön, joten E-luku ei ole Rak. määräysten mukainen.

Luhtaa: Herkkyystarkastelu

Vehmaisten koulu ja päiväkoti Otettu käyttöön elokuussa 2016 Mitoitettu 300 oppilaalle (1-6.luokat) ja 160 päiväkotilapselle Huoneistoala: 4843m 2 (koulu) 1730m 2 (pk.), 6573m 2 (yht.) Nykyinen lämmitystapa: kaukolämpö Lämmönjako: vesirad. / vesik. lattialämmitys / IV-lämmitys IV: Kon. tulo- ja poisto (LTO LT-hyötysuhde 50-75%)

Vehmainen: järjestelmien LCC vs. energiatehokkuus *E-luku on laskettu D3 (2012) mukaisilla energiamuotojen kertoimilla, mutta kohteen energiankulutus perustuu mitattuun ja arvioituun käyttöön, joten E-luku ei ole Rak. määräysten mukainen.

Koukkuniemen vanhainkoti, Jukola-talo Valmistunut 1955, peruskorjaus valmistunut 2013 Huoneistoala: 4709m² U-arvot, W/m²K US: 0.7 YP: 0.09 AP: 0.36 Ikkunat: 0.9 Nykyinen lämmitystapa: kaukolämpö Lämmönjako: vesirad. IV: Kon. tulo- ja poisto (LTO LT-hyötysuhde 60%) Arvioitu ilmavuotoluku n 50 ~ 6.0 1/h

Jukola: järjestelmien LCC vs. energiatehokkuus *E-luku on laskettu D3 (2012) mukaisilla energiamuotojen kertoimilla, mutta kohteen energiankulutus perustuu mitattuun ja arvioituun käyttöön, joten E-luku ei ole Rak. määräysten mukainen.

Täyttäisivätkö uudiskohteet ehdotetut nzeb-määräykset? Kohde Lämmitys- ja jäähdytysratkaisu (kustannusoptimaali nen) Rakennuksen käyttö E-luku, kwh/m²,v Asetusluonnos D3 (2012) (7.10.2016) (sähkön kerroin: 1.7) Luhtaa MLP + vapaajäähdytys Todenmukainen käyttö 115 81 Määräysten standardikäyttö 95 67 (sähkön kerroin: 1.2) Vehmainen MLP + vapaajäähdytys Todenmukainen käyttö 116 82 Määräysten standardikäyttö 100 71 Määräysten vaatimukset 170 100 Todenmukainen käyttö kasvattaa E-lukua kohteesta riippuen määräysten standardikäyttöön verrattuna noin 15-20% Ehdotetut nzeb määräykset täyttyvät reippaasti näillä ja kaikilla muillakin tutkituilla järjestelmävaihtoehdoilla

Yhteenveto Tutkituista ratkaisuista kustannusoptimaalisia järjestelmävaihtoehtoja ovat: MLP sähköisellä apulämmityksellä + vapaajäähdytys (Luhtaa ja Vehmainen) IVLP sähköisellä apulämmityksellä + kon. jäähdytys (Jukola) Herkkyystarkasteluissa korkotason, sähkön hinnan ja energian hintakehityksen vaihtoehdot eivät muuta kustannusoptimaalisia järjestelmävaihtoehtoja tutkituissa kohteissa. Kustannusoptimaalinen lämpöpumppujen tehomitoitus olisi Luhtaan päiväkodissa selvästi pienempi kuin valmistajan mitoitus. Aurinkokeräimillä saadaan parannettua kohteiden energiatehokkuutta ja oikein mitoitettuna niillä saadaan myös hieman vähennettyä elinkaarikustannuksia, mikäli kohteessa on kesällä riittävästi LKV kulutusta. Tutkitut uudiskohteet täyttävät kaikilla tutkituilla järjestelmävaihtoehdoilla asetusluonnoksen (7.10.2016) E-lukurajat

Lisätietoja Jonathan Nymanin diplomityö: Cost Optimal Heating and Cooling Systems in Nearly Zero Energy Service Buildings Saatavilla Aalto-yliopiston kirjastossa osoitteessa: http://urn.fi/urn:nbn:fi:aalto-201604201855