Koulujen energiankäyttö ja sen tehostamismahdollisuudet Olof Granlund Oy Erja Reinikainen Save Energy työpaja 04.05.2009 : Energiansäästö julkisissa tiloissa Copyright Granlund 04.05.2009 www.granlund.fi
Koulujen energiankäyttö kokemuksia energiakatselmuksista lähtötietojen luotettavuudella on keskeinen merkitys katselmuksen onnistumiselle ominaiskulutukset (kwh/m 3, kwh/m 2 ) vaihtelevat monen tekijän yhteisvaikutuksesta rakentamisajankohdasta, tekniikasta käytöstä, toiminnasta (iltakäyttö, viikonloppukäyttö, keittiö..) tekniset ratkaisut ovat yleensä perustasoa tekniset mahdollisuudet energiankulutuksen hallintaan ovat olemassa käyttäjätahojen aktiivisuudella on suuri merkitys kulutustasoon Copyright Granlund 04.05.2009 www.granlund.fi 2
Lämmitysenergian kulutusjakauma Lämmin käyttövesi 4 % Ilmanvaihto 41 % Vanha koulurakennus, osittain ilmanvaihdon lämmön talteenotto Lämmitys 55 % Lämminkäyttövesi 3 % Ilmanvaihto 25 % Uusi koulurakennus, tehokas ilmanvaihdon lämmön talteenotto Lämmitys 72 % Copyright Granlund www.granlund.fi 3
Sähköenergian kulutusjakauma Vanha koulurakennus, paljon iltakäyttöä Keittiölaitteet 10% Pistorasiakuormat ja muut 10% LVI laitteet 36% Valaistus 44% Tyypillinen sähkönkulutuksen jakauma koulussa. (Lähde: Energiaa säästävät sähkötekniset ratkaisut. Opas julkisia rakennuksia varten, Motiva) Mihin sähköenergiaa kuluu koulussa? Uusi koulurakennus, paljon iltakäyttöä Pistorasiakuormat ja muut 14% Ilmavaihto 27 % Asunto 3 % Valais tus 37 % Keittiölaitteet 20% LVI laitteet 28% Valaistus 38% Keittiö 19 % Pistorasiakuormat 14 % Copyright Granlund www.granlund.fi 4
Tyypilliset säästötoimenpiteet kesäajan kulutuksen hallinta valaistuksen muutokset (käyttöaika, ohjaus, lampputyyppi) ilmanvaihdon käyntiaikamuutokset ilmanvaihdon käynnin ohjauksen parannukset ilmanvaihdon lämpötilansäädön parannukset vesikalusteiden virtaaman rajoitus käyttövesiverkoston paineenalennus sähkötariffin tarkistus sisälämpötilan yhdenmukaistaminen sähköisten lämmitysten käyttötapojen muutos laitekuorman käyttötapamuutokset (atk laitteet, ym.) Copyright Granlund 28.04.2009 www.granlund.fi 5
Kesäajan sähköenergian kulutus Sähkön tuntiteho koulurakennuksessa kesäkuussa 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1.6.2008 0:00 1.6.2008 17:00 2.6.2008 9:00 3.6.2008 2:00 3.6.2008 19:00 4.6.2008 12:00 5.6.2008 5:00 5.6.2008 22:00 6.6.2008 15:00 7.6.2008 8:00 8.6.2008 1:00 8.6.2008 18:00 9.6.2008 11:00 10.6.2008 4:00 10.6.2008 21:00 11.6.2008 14:00 12.6.2008 7:00 13.6.2008 0:00 13.6.2008 17:00 14.6.2008 10:00 15.6.2008 3:00 15.6.2008 20:00 16.6.2008 13:00 17.6.2008 6:00 17.6.2008 23:00 18.6.2008 16:00 19.6.2008 9:00 20.6.2008 2:00 20.6.2008 19:00 21.6.2008 12:00 22.6.2008 5:00 22.6.2008 22:00 23.6.2008 15:00 24.6.2008 8:00 25.6.2008 1:00 25.6.2008 18:00 26.6.2008 11:00 27.6.2008 4:00 27.6.2008 21:00 28.6.2008 14:00 29.6.2008 7:00 30.6.2008 0:00 30.6.2008 17:00 Kaksi casea: molemmissa heinäkuussa 17 18 MWh/kk = noin 23 kw jatkuvaa kuormaa! Päiväpiikit kohteessa ei käyttöä? Yö ja viikonloppupiikit?? Pohjakuorma 20 kw mistä johtuu? Copyright Granlund 28.04.2009 www.granlund.fi 6
Energiansäästön tyypilliset havainnot yleensä energian säästömahdollisuuksia löytyy sekä lämmössä että sähkössä säästöpotentiaali vanhoissa ja juuri käyttöön otetuissa rakennuksissa on lähes sama nollapotentiaali on osoitus hyvästä energiatehokkuuden hoidosta tyypilliset säästötoimet pätevät suurimpaan osaan kohteista keinoja säästöjen löytämiseen: aktiivinen kulutusseuranta rakennusautomaation hyödyntäminen tuntitehojen analysointi yövahti yksinkertaiset ja toteutusvarmat säästöehdotukset ovat parhaita Copyright Granlund 28.04.2009 www.granlund.fi 7
Peruskorjaus ja uudishanke Kulutustavoitteiden määrittely hankkeen alussa Hankesuunnittelusta alkaen energiatehokkuus mukaan projektiin Budjetointi energiatehokkuuteen Tavoitteiden toteutumisen aktiivinen seuranta ja todentaminen Energiasimuloinnnit luonnoksista alkaen Suunnitteluryhmän sitouttaminen ideointiin ja ratkaisujen etsintään Uudet menettelytavat LVI sähkö: pumput, puhaltimet valaistus: energiatehokkaat valonlähteet käyttäjälaitteet: kilpailutus energiaominaisuuksin Käyttöönotossa tehokas valvonta Käyttäjien opastus Copyright Granlund www.granlund.fi 8
Energiasimuloinnit: kaksi case kohdetta Arabia 2 peruskoulu: 4 069 m 2, 14 257 m 3 Puistolan ala aste: 3 044 m 2, 9 940 m 3 Copyright Granlund www.granlund.fi 9
Energiasimuloinnit: keinot kulutustason alentamiseksi Tapaus Koulu Koulu Arabia Koulu Koulu Koulu Koulu Puistola Koulu Koulu Arabia 2 Suunnitelman Arabia 2 Arabia 2 Puistola Suunnitelman Puistola Puistola SRMK mukainen P1 P2 SRMK mukainen P1 P2 brm² 4069 4069 4069 4069 3044 3044 3044 3044 m 3 14257 14257 14257 14257 9940 9940 9940 9940 U arvot US W/m²,K 0,25 0,20/0,25/0,45 0,09 0,07 0,25 0,20 0,09 0,07 Ikkuna W/m²,K 1,37 1,37 0,8 0,7 1,37 1,39 0,80 0,70 YP W/m²,K 0,16 0,16 0,08 0,06 0,16 0,31 0,08 0,06 AP W/m²,K 0,25 0,25 0,1 0,08 0,25 0,25(maav.)/0,20 0,10 0,08 Ikkunan kokonaisläpäisyk. % 51 51 31 24 51 51 31 24 Säleet ei kyllä kyllä kyllä kyllä kyllä kyllä kyllä LTO % 30 70/50 75 80 30 50 75 80 Yötuuletus ei kyllä kyllä kyllä ei kyllä kyllä kyllä Vuotoilmakerroin * 1/h 0,15 (3,75) 0,05 (1,25) 0,03 (0,75) 0,03 (0,75) 0,15 (3,75) 0,09 (2,25) 0,03 (0,75) 0,03 (0,75) Valaistus ** W/m² 15 15 8 (5) 8 (5) 15 10 8 (5) 8 (5) Ilmamäärä m³/s 11,7 11,7 11,7 11,7 8,7 9,7 9,7 9,7 Copyright Granlund www.granlund.fi 10
Simulointitulokset Arabia Puistola 2007 P1 P2 2007 P1 P2 Lämmityk sen ominaisk ulutus kwh/brm² 135 42 34 124 59 55 Lämmityksen Energiansäästö vs. 2007 % 69 75 53 56 Sähk ön ominaisk ulutus kwh/brm² 48 39 39 41 38 38 Sähkön Energiansäästö vs. 2007 % 20 19 9 9 Kok onaisenergian ominaisk ulutus kwh/brm² 183 86 78 165 99 96 Kokonaisenergiansäästö vs. 2007 % 55 59 41 43 Johtopäätökset: Uudiskohteessa lämmitysenergian kulutustaso voidaan saada hyvinkin alas Sähkön osalta merkittävä kulutustason muutos on vaikeampi toteuttaa > vaatii uusia ratkaisuja valaistukseen ja huolellisuutta LVI laitteiden sähkölaitteiden suunnitteluun Myös sähkölaitteiden käytön merkitys on ratkaiseva Passiiviergiarakennukseen on vielä matkaa (jos rajana 20 30 kwh/brm 2 ) Copyright Granlund www.granlund.fi 11
Aurinkosähkön hyödyntäminen Aurinkopaneelein voidaan tuottaa esimerkiksi kesäaikainen sähköteho kun ei ole tarpeetonta kulutusta atk luokkien tarvitsema jäähdytysteho Yhden paneelin tuotto pinta alalla 1 m 2 on 130 W Sähköntuoton hyötysuhde on noin 13 % Aurinkopaneeliteholla 1 000 W p voidaan Etelä Suomessa tuottaa noin 900 1000 kwh 20 kw p aurinkosähköpaneelit vaativat kattopintaa noin 330 m 2 ja painavat noin 3 500 kg Uudiskohteessa helppo toteuttaa, peruskorjauksessa voi olla sijoitusongelma Copyright Granlund 28.04.2009 www.granlund.fi 12