Plusenergiaklinikka Tulosseminaari 16.1.2014 Pellervo Matilainen, Skanska
Alueiden energiatehokkuus Kruunuvuori, Helsinki Finnoo, Espoo Kivistö, Vantaa Härmälänranta, Tampere
Energiatehokkuus Energiantuotanto Energiantarve Energian hankinta Sisäympäristön hallinta Energia ratkaisut Tarpeenmukainen sisäilmasto automaatio käyttäjät Ilmaisenergioiden hyödyntäminen Energiankulutuksen vähentäminen Lämpökuormat, aukotus, varjostus Tilatarve, sijainti, muoto, rakenteet, järjestelmät Energiakolmio kuvaa energiankulutuksen pienentämisen keinoja ja niiden vaikutusta
Rakennusten energiatehokkuus aluehankkeissa Rakennusten energiatehokkuusvaatimukset muuttuvat merkittävästi tulevien vuosien aikana. Aluehankkeet ovat pitkäjänteisiä projekteja. Hankkeiden alkuvaiheessa tehdään energiatehokkuuden näkökulmasta merkittäviä päätöksiä. Kaavoituksella ja erilaisilla kriteereillä voidaan vaikuttaa merkittävästi alueiden energiatehokkuuteen E-luku 130 kwh/m 2 a LE0 0 kwh/m 2 a 2013 2020 2050 Aluekehitys
Alueen energia-analyysi Arkkitehtuuri Rakennuksen massoitus, geometria, orientaatio ja aukotukset Rakennusten suhteet toisiinsa Paikalliset ilmasto-olosuhteet: Lämpötila Tuuli Aurinko (passiivinen ja aktiivinen hyödyntäminen) Talotekniikka Lämmitys, ilmanvaihto, käyttövesi, jäähdytys, sähkö ja rakennusautomaatiojärjestelmät Infrastruktuuri Energiaverkot: keskitetty ja hajautettu sekä uusiutuvat energiajärjestelmät Palvelu- ja huoltoverkostot Rakennesuunnittelu Rakennuksen vaipan ominaisuudet: lämpöeristys, lämmön johtuminen, lämpösillat, lämpökapasiteetti, vuotoilma, ilmankosteuden hallinta
Alueen energiasuunnitteluprosessi Tietomallipohjainen suunnitteluprosessi, missä tietoa siirretään arkkitehtisuunnittelu- ja energiasimulointiohjelmien välillä. 1. Project design model (IFC) 2. Single block model (IFC) 3. Single block energy model Model information: Building envelope type -Floors, Roofs, Walls Window type Room type No additional information needed ex. envelope structures, materials etc. IFC mapping Energy simulation system parameters The National Building code of Finland D3 Energy management in buildings Regulations and guidelines 2012
0 142 284 426 568 710 852 994 1136 1278 1420 1562 1704 1846 1988 2130 2272 2414 2556 2698 2840 2982 3124 3266 3408 3550 3692 3834 3976 4118 4260 4402 4544 4686 4828 4970 5112 5254 5396 5538 5680 5822 5964 6106 6248 6390 6532 6674 6816 6958 7100 7242 7384 7526 7668 7810 7952 8094 8236 8378 8520 8662 Alueen energia-analyysin tulokset Analyysin tuloksena saadaan muodostettua alueen energiaprofiili, jolla tarkoitetaan järjestelmäkohtaista energiankulutuksen tuntitehotietoa. kw 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 tunti E-luku, Ostoenergia, Nettoenergiantarve Järjestelmien energiankulutus Huipputeho Uusiutuva energia Energiankulutuksen CO2-päästöt Huipputehon CO2-päästöt Uusiutuvan energian CO2- leikkaukset Elinkaarikustannukset Takaisinmaksuaika NPV Energiatehokkuustoimenpiteiden kustannusoptimointi
Energiaprofiilien vertailu 1. Energiajärjestelmällä oli suuri merkitys lämmityksen ostoenergia huipputehon tarpeeseen. Matalan kulutuksen aikana lämmitysenergiaa varastoidaan latentin lämmön varastoon Huippukulutuksen aikana lämpöenergia puretaan varastosta 2. Alueen monimuotoisuus kasvatti lämmityksen huipputehon tarvetta. 3. Matalaenergiarakentaminen ei pienentänyt merkittävästi lämmityksen huipputehontarvetta. P / [kw] 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 1 Lämmityksen ostoenergia, Tammikuu 2 3 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Aika / [h] Skenaario Huipputeho Skenaario Huipputeho Peruskena a rio Skenaario Matalaenergia Normaali lämmitysteho Lä mpövaraston latausteho Skenaario Torni Skenaario Toimisto Skena a rio Aurinko Skenaario Maalämpö 8
Energiaprofiilien vertailu 1. Matalaenergiarakentamisella suuri merkitys sähköenergian huipputehontarpeeseen. Huoneiston sähkölaiteet ja valaistus, kiinteistön talotekniset järjestelmät 2. Sähköenergiaa voidaan varastoida matalakulutuksen aikana ja puretaan korkean kulutuksenaikana. varastoina voi toimia esim. sähköajoneuvojen kehittyneet akkujärjestelmät. 3. Alueen monimuotoisuus pienentää klo 8-21 välisenä aikana tapahtuvia muutoksia. Vuorokauden sisäiset vaihtelut silti erittäin suuria 4. Uusiutuvan energiantuotannon haasteet, tuotannon ja tarpeen mismatch tilanteet P / [kw] 1800 1600 1400 Sähkötehontarve, Heinäkuu, viikko 1 1 2 3 4 1200 1000 800 600 400 200 0 4362 4462 Aika / [h] Skenaario Huipputeho Normaali sähköteho Skenaario Huipputeho Sähkövaraston latausteho Peruskenaario Skenaario Maalämpö Skenaario Torni Skenaario Toimisto Skenaario Aurinko Skenaario Matalaenergia
Yhteenveto Alueiden rakennus- ja energiasuunnittelun yhdistäminen Rakennukset ovat osa kokonaisuutta. Erilaisia energiankulutusalueita ja rakennuksia tulee olemaan aina. Energiaprofiilien yhdistäminen ja hallittu käyttö avainasemassa. Energiajärjestelmät ja energialiiiketoiminta murroksessa