Rakennuskannan ja rakennusten energiankäyttö TkT Pekka Tuomaala 25.11.2008
Kiinteistöjen ja rakennusten osuus Suomen energian loppukäytöstä on lähes 40 % 2
RAKENNUSTEN KÄYTTÄMÄN LÄMMITYSENERGIAN LÄHTEET [PJ/a] Sähkö Kaukolämpö Muut polttoaineet Öljy Polttopuu 3
RAKENNUSTEN ENERGIAN KÄYTÖN TRENDIT Lämmitysenergian tarve on pienenemässä Sähköenergian tarve on kasvamassa Energian käyttö kiinteistö- ja rakennussektorilla (indeksi 100 = 1985) Lämmitysenergia / m 3 Sähkön käyttö per asukas 4
SUOMEN RAKENNUSKANNAN LÄMMITYSENERGIAN KÄYTÖN SÄÄSTÖARVIO 70000 Talotekniikan korjauspotentiaali Lämmitysenergiankulutus [GWh] 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 2010 2020 2030 2040 2050 Talotekniikan lisäpotentiaali Vaipan korjauspotentiaali Vaipan lisäpotentiaali Rakennusmääräysten tiukentaminen 30% Matalaenergiarakentamisen potentiaali Passiivirakentamisen potentiaali Jäljelle jäävä energiankulutus 5
Tulevaisuuden muutokset 2010: Asuinrakennusten tilojen lämmityksen energiantarve -30... 40% nykytasosta 2012: Energiamuodot huomioon, energiatehokkuuden lisäys => Kokonaisenergiatarkastelu => Primäärienergia => energiantarve -20 % EU tavoittelee vuoteen 2015... 2020: Uudistaloilla ei lämmitys- tai viilentämisen tarvetta Vuositasolla ostoenergian tarve 0 kwh/m 2 Muutosten merkitys: 2010 lähestytään nykyistä matalaenergiatalon kulutustasoa 2012 lähestytään passiivitalon tasoa 2020 mennessä energian tuotto rakennuksissa 6
RAKENNUSTEN ENERGIAN KÄYTTÖ Mihin rakennuksissa energiaa tarvitaan? Lämmitys ja jäähdytys (termiset olosuhteet) Ilmanvaihto Lämmin käyttövesi Koneiden ja laitteiden sähkön käyttö 7
Rakennusten energiankulutus: Paljonko eri aikakausina rakennetut talot kuluttavat nyt? Kulutus ->1960 1960-> 1970-> 1980 -> 2003 -> Ekotalot Energia hyvän sisäilman lämpötilan ylläpitämiseen, kwh/m vuodessa Lämmitys 160-180 160-200 120-160 100-140 80-120 Laitteistojen sähkönkulutus, kwh/m vuodessa Talotekniikka 20-30 20-30 20-40 20-40 10-30 Asukkaiden energiankulutus, kwh/m vuodessa Lämmin vesi 20-60 20-60 20-60 20-60 20-50 Kotitaloussähkö 20-40 20-40 20-40 20-40 20-40 Yhteensä, kwh/m vuodessa Asuminen 220-310 220-330 180-300 160-280 130-240 40-60 10-30 20-40 20-30 90-160 8
Nykytekniikka: matalaenergiatalo VTT: Matalaenergiatalon tilojen lämmitysenergiankulutus on vähintään 50 % pienempi kuin Suomen rakentamismääräyskokoelman vähimmäisvaatimusten mukaan toteutetun ns. normitalon RakMK: Suunnitteluratkaisun ominaislämpöhäviö on korkeintaan 60% vertailuratkaisun ominaislämpöhäviöstä 9
Passiivitalon perusmääritelmät Etelä-Euroopan lämpimät ilmastot: Lämmitysenergian tarve 15 kwh/m 2 Jäähdytysenergian tarve 15 kwh/m 2 30 kwh/m 2 25 kwh/m 2 20 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 Keski-, Itä- ja Länsi-Eurooppa Lämmitys- ja jäähdytysenergian tarve 15 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 120 kwh/m 2 Suomi, Ruotsi, Norja * ) Lämmitysenergian tarve 20-30 kwh/m 2 Primäärienergian tarve 130-140 kwh/m 2 Rakennuksen ilmavuotoluku aina n 50 < 0,6 1/h *) Energian tarvetaso suunnilleen sama, maakohtaisia eroja määrittelyssä 10
RAKENNUSTEN ENERGIAN KÄYTÖN TRENDIT JA INVESTOINTIKUSTANNUSTEN KASVU Kokonaisenergia Uusiutuva nettoenergia Investointikustannukset Energiantarve 100 Indeksit 112 110 80 108 60 106 40 104 20 102 100 Nykyinen Matalaenergia Passiivitalo Nollaenergia Energiapositiivinen 2005 2010 2015 2020 2025 2030 11
ENERGIATEHOKKAAN RAKENTAMISEN KONSEPTI Energiatehokkaan rakentamisen periaatteet: selkeät ja kokonaisuuden kannalta toimivat ratkaisut Perustuu markkinoilla oleviin tuotteisiin Harkitut ulkovaipparatkaisut Hallittu koneellinen ilmanvaihto, jossa on lämmön talteenotto Edellyttää hyvää suunnittelua sekä huolellista toteutusta Ulkovaipan hyvä lämmöneristys seinissä 250...300 mm mineraalivillaa alapohjassa 200...300 mm EPS yläpohjassa 400...500 mm puhallusvillaa energiatehokkaat ikkunat ja ovet Hallittu ilmanvaihto ja tehokas lämmöntalteenotto hiljainen ja vedoton tulo- ja poistoilma tarpeen mukainen ilmanvaihto lämmöntalteenoton lämpötilahyötysuhde 60...80% Huolellinen toteutus ammattitaitoinen ja kokonaisuutta palveleva suunnittelu turvalliset rakenneratkaisut ja materiaalivalinnat ilmavuotojen ja kylmäsiltojen välttäminen 12
REFERENSSIRAKENNUS vs. ENERGIATEHOKAS RAKENNUS Miksi energiatehokas rakennus? Ulkopuolisen (lämmitykseen tarkoitetun) ostoenergian tarve parhaimmillaan 3 kk/a Uusiutuvien energialähteiden parempi hyödyntämispotentiaali Energiaomavaraisuuden parantaminen Kriisiolosuhteiden parempi hallinta Energiatehokkuus ja lämpökuormat Lämmitysenergian tarve kwh/m 2 kk Ostettu lämmitysenergia Hyödynnetyt kuormat Referenssirakennus Energiatehokas rakennus Kuukausi 13
Energiatehokkuus ja arkkitehtuuri Villa 2000 Tuusula: ET = A Kaukolämmön kulutus 60% pienempi tavanomaiseen vastaavaan verrattuna Tilojen lämmitys ja lämmin vesi Villa 2000: 60 kwh/m 2 eli 13 kwh/m 3 Tavanomainen 140-160 kwh/m 2 eli 45-50 kwh/m 3 Sähköenergian kulutus 30% pienempi kuin tavanomaisessa Keinot: Vakiolämpötilainen lattialämmitys Tarpeenmukainen ilmanvaihto, jolla tarvittava lisälämpö Rakennusautomaatio A-energialuokan kodinkoneet ja valaistus 14
Energiatehokas kerrostalo kuluttaa 70 % vähemmän tilojen lämmitysenergiaa kuin tavanomainen kerrostalo Mera Tilojen lämmitysenergiankulutus, kwh/krs-m_ 140 120 100 80 60 40 20 0 Normitalo 2000, laskettu Normitalo 2005, laskettu Normitalo 2005, mitattu MERAtalo 1, laskettu MERA-asunto A19, mitattu MERAtalo 2, laskettu Taloratkaisu 15
Teollinen rakentaminen MERA kerrostalojärjestelmä, Espoo (2006): ET = A Kaukolämmön kulutus 70% pienempi kuin tavanomaisessa Keinot Räätälöidyt, teolliset ratkaisut Rakentamisprosessi Uusi ikkunateknologia Huoneistokohtainen ilmanvaihtolämmitys Urakoitsija: energiatehokkuuden lisäkustannus < 2% 16
Esimerkki: Paroc Passiivitalo Tikkurila Paritalo Kerrosala 2 x 235 m 2, huoneistoala 2 x 187 m 2 Tilavuus 2 x 844 m 3, sisätilavuus 2 x 540 m 3 Huonekorkeus 2,6/3,2 m Lämmitysenergian tarve: 18 kwh/m 2 Kokonaisenergian tarve: < 90 kwh/m 2 Suunnitteluarvoja: Seinä 0,09 W/m 2 K Alapohja 0,1 W/m 2 K Yläpohja 0,08 W/m 2 K Ikkuna 0,8 W/m 2 K Ulko-ovi 0,4 0,7 W/m 2 K Ilmanpitävyys n 50 < 0,6 1/h Ilmanvaihdon lämmön talteenotto: 80% 17
ENERGIATEHOKKAAN RAKENTAMISEN "MUISTILISTA" Edellyttää hyvää kokonaissuunnittelua sekä huolellista toteutusta Huolellisesti valitut energiatehokkaat rakennus- ja talotekniikkaratkaisut Hyvä ulkovaipan lämmöneristys (seinä-, ylä- ja alapohjarakenteet) Tiiviit ja hyvin eristävät ikkunat ja ovet Koneellinen ilmanvaihto jossa lämmöntalteenotto Kylmäsiltojen välttäminen (selkeä muotokieli ja luotettavat rakenneratkaisut) Ekotehokkaat ja paikalliset olosuhteet huomioivat lämmitysratkaisut (kauko- tai maalämpö, tulisijat, aurinko) Selkeät ja helppokäyttöistä kokonaistoiminnallisuutta palvelevat automaatioratkaisut 18
RAKENNUSTEN ENERGIAN KÄYTTÖ - YHTEENVETO Rakennusten osuus on noin 40% Suomen kokonaisenergiankulutuksesta (asuin-, toimisto- ja tuotantorakennukset) Yksittäisissä rakennuksissa 50...70 % energiansäästöpotentiaali (olemassa olevilla tuotteilla - edellyttää huolellista suunnittelua ja ammattimaista toteutusta) Kansallisesti rakennuskannan lämmitysenergian säästöpotentiaali on yli 30% vuoteen 2020 ja 65% vuoteen 2050 mennessä Matalaenergiarakentamisen tyypilliset takaisinmaksuajat 0...6 vuotta, mutta markkinat ovat kehittymättömät (tarvitaan lisää sekä vaativia asiakkaita että ammattitaitoisia toteuttajia) 19