Energiankulutuksen laskenta ja sen uudet lähtöarvot TkL Mika Vuolle Equa Simulation Finland Oy
Esitys perustuu
Energiankäyttö
Miten vähentää energiakäyttöä? 1. by reducing our population 2. by changing our lifestyle; 3. by keeping our lifestyle, but reducing its energy intensity through efficiency and technology. ** **David JC MacKay: Without The Hot Air The mobile phone charger averages around 1 W consumption, but if every one of the country s 25 million mobile phones chargers were left plugged in and switched on they would consume enough electricity (219 GWh) to power 66 000 homes for one year. 66 000 is just one quarter of one percent of 25 million homes => If you leave your mobile phone charger plugged in, it uses one quarter of one percent of your home s electricity.
Energiatehokkuus ja indikaattorit Rakennusten tehokkuuden indikoinninongelma ei ole kustannusten vaan arvon, tuoton ja/tai palvelutasonmäärittäminen vertailukelpoisella ja käytännössä hyödynnettävällä tavalla Tehokkuus Arvo, tuotto, palvelu, tms Kustannus,panostus, haitta kwh/m 2?
Energiatehokkuuden määritelmät kokonaisenergiatarkastelua varten Ostoenergian (järjestelmien) energiankulutuksen taseraja Auringon säteily ikkunoiden läpi Lämpökuorma ihmisistä TILOJEN ENERGIANTARVE Lämmitys Jäähdytys Ilmanvaihto Käyttövesi Valaistus Kuluttajalaitteet Lämpöhäviöt NETTOTARPEET lämmitysenergia jäähdytysenergia sähkö Uusiutuva omavaraisenergia TEKNISET JÄRJESTELMÄT Järjestelmähäviöt ja -muunnokset OSTOENERGIA sähkö kaukolämpö kaukojäähdytys polttoaineet uusituvat ja uusiutumattomat Nettotarve (huonelämpötilan ylläpito) Kulutus (järjestelmät) Kiinteistökohtainen tuotanto Ostoenergia (järjestelmien kulutus katetaan ostoenergialla) Energiamuotojen kertoimet Energialuku 10 kwh nettotarve Lattialämmitys 85%: 11,8 kwh kulutus Lämpöpumppu 3,5: 3,4 kwh ostoen. Energiamuodon kerroin 1,7 Energialuku 5,78 kwh
Kiinteät lähtötiedot vs. suunnitteluasiat ns. standardikäyttö määrittää säätiedot, ilmanvaihdon (ellei tarpeenmukainen), lämmitys- ja jäähdytysrajat, käyttöajat ja käyttöasteet sekä sisäiset lämpökuormat Lämpimän käyttöveden määrä Vesikalustevalinnalla ei voi vaikuttaa hanasta tulevaan litramäärään l/(m 2 a) Suunnitteluasia, millä ko. lämmitysenergian nettotarve tuotetaan (esim. aurinkokeräin, lämpöpumppu, LTO, ym.) Kuluttajalaitteet (käyttäjäsähkö) aina D3 taulukon arvoilla Kodinkoneiden ja eri laitteiden määrä, laatu yms ei vaikuta arvoon
Rakennusten standardikäyttö Käyttötarkoitusluokka Ulkoilmavirta Lämmitysra ja Jäähdytysraj a dm 3 /(s m 2 ) C C Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalo 0,4 21 27 Asuinkerrostalo 0,5 21 27 Toimistorakennus 2 21 25 Liikerakennus 2 18 25 Majoitusliikerakennus 2 21 25 Opetusrakennus ja päiväkoti 3 21 25 Liikuntahalli 2 18 25 Sairaala 4 22 25
Rakennusten standardikäyttö määritelmä
E-lukulaskennassa ei oteta huomioon erikoistiloja keittiöt, ravintolat, ruokalat, kahvilat, ATK-tilat, datakeskukset kaikkia teknisiä järjestelmiä ulkovalaistus, hissit, sulatuskaapelit
Rakennushankkeen ohjaaminen energialaskennalla E-lukutarkastelu on rakennuslupaan tarvittava rakennuksen kelpoisuuden osoittaminen tai rakennusten vertailuun E-lukutarkastelu ei ole sisäilmastosuunnittelua valaistussuunnittelua kesänajan sisälämpötilojen olosuhdetarkastelua tai jäähdytystehon suunnittelua.. Energialaskennan pitää olla hanketta ohjaavaa, ei toteavaa. Hanketta tulee ohjata tavoite-energiatarkastelujen avulla. Tarkastelut suunnittelulla käytöllä. E-luku lasketaan rakennustason lähtötiedoilla, tavoite-energiakulutuksen laskenta tulee lähteä tila- tai laitekohtaisista tiedoista.
Erityisesti tarvetta tarpeenmukaisen ilmanvaihdon laskennassa valaistustehon ja ohjauksen laskennassa aurinkosähköntuoton laskennassa aurinkolämmönlaskennassa jäähdytystehon ja -energianlaskennassa
Laskentaesimerkki - toimistohuone Jäähdytysenergian tarve 28,6 kwh Jäähdytysenergian tarve 67,4 kwh
Kuluttajalaitteiden sähkönkulutus W Sähkökulutus 5h+k sähkönkulutus ajan funktiona D3(2012) 350 300 Keskimäärin 3 W/m 2 250 200 150 Tasakuorma Kulutusprofiili 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Kellonaika
Kulutus / vko (kwh) Vuodenaika vaihtelut Sähkönkulutuksen vuodenaikavaihtelu asuinhuoneistoissa, korkeampi varustetaso 200 180 160 140 120 100 80 60 5h+k 4h+k 3h+k 2h+k 1h+k 40 20 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Viikko
Jatkokehitystarpeet käyttöprofiilit taulukkoon laajempi otos erilaisista rakennus- ja tilatyyppejä sekä näille yhdenmukainen kansallinen nimikkeistö tilojen läsnäolo-, laitteiden käyttö- ja veden kulutusasteet vaihtelevat vuorokauden ajan lisäksi vuodenajan mukaan, joka huomioitiin varautumalla tarkemman määrittelyn kaipaavilla kuukausikertoimilla valaistuksen ja ilmanvaihdon tarpeenmukaisen ohjauksen tarkempaa laskentaa varten kaivataan laskentaohjeita kuluttajalaitteiden tehotietojen tarkennus ennakoiden laitteiden ja niiden käytön kehitystä veden tuntikohtaisten kulutusasteiden määrittely eri käyttötarkoitusluokille, tilaryhmille ja/tai tilatyypeille sekä vesikalusteiden valinnan ja kehittymisen huomiointi vedenkulutuksessa