LVI-tekniikka 2015 ENE Rakennusten energiaoptimointi

Samankaltaiset tiedostot
FInZEB-kustannuslaskenta

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

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

RAKENNUKSEN KOKONAISENERGIANKULUTUS (E-luku)

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 205 kwh E /m²vuosi 1.6.

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

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

Sähkölämmityksen toteutus jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Uudet energiatehokkuusmääräykset, E- luku

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

ENERGIATODISTUS. Asuinrakennus Xxxxxxxxxx Katuosoite Postinumero Postitoimipaikka XX-XXXX-XX XXXX. Yhden asunnon talot (tms) XXXX

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Karkkilan Linja-autoasema Oy Talo B Huhdintie Karkkila. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. KOy Tampereen keskustorni Tampellan esplanadi Uudisrakennusten. määräystaso 2012

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

ENERGIATODISTUS. Asunto Oy Helsingin Arabianrinne A-talo Kokkosaarenkatu 6, Helsinki. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten.

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

Sähkölämmityksen toteutus jälkeen SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

Aurinkoenergia Suomessa

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Sähkölämmityksen toteutus. SÄHKÖLÄMMITYSFOORUMI RY (

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Korvasienenkatu 3 Korvasienenkatu Lappeenranta K Uudisrakennusten.

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

KANKAANPÄÄN LIIKUNTAKESKUS ELINKAARIKUSTANNUSLASKELMA Ylläpitokustannukset Energialaskelma

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 297 kwh E /m²vuosi 6.4.

ENERGIATODISTUS. Oulunsalon Paloasema Palokuja Oulunsalo. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

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

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

5/13 Ympäristöministeriön asetus

ENERGIASELVITYS. Laskenta erillisenä dokumenttina, mikäli käyttötarkoitus sitä vaatii. Yritys: Etlas Oy Ritvankuja Kauhava

Energiatehokkuus ja energiavaatimukset asuntorakentamisessa - Rakentamiseen liittyvät keskeiset muutokset lähivuosina

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Mikä ihmeen E-luku? Energianeuvoja Heikki Rantula. ENEMMÄN ENERGIASTA I Kuluttajien energianeuvonta I eneuvonta.fi

ENERGIATODISTUS. Arinakatu 4 Lappeenranta Arinakatu 4 Lappeenranta B-talo L Uudisrakennusten.

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

ENERGIASELVITYS. Laskenta erillisenä dokumenttina, mikäli käyttötarkoitus sitä vaatii.

ENERGIATODISTUS. Everlahdentie Savonlinna. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 204 kwh E /m²vuosi 25.7.

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

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

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

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

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 226 kwh E /m²vuosi 25.3.

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 223 kwh E /m²vuosi 16.4.

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS 65100, VAASA. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Uudisrakennusten. määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku) 198 kwh E /m²vuosi 31.7.

ENERGIATODISTUS. Ritalanmäentie Savonlinna. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

Energiatehokas koti - seminaari

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

ENERGIATODISTUS. Päilahden Koulu Pajukannantie ORIVESI. Yhden asunnon talot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

Transkriptio:

PIENTALON ENERGIARATKAISUJEN OPTIMOINTI Vuonna 2020 rakennettavan asuinpientalon rakenteiden sekä aurinkojärjestelmän ominaisuuksien optimointia varten on käytettävissä seuraavat lähtötiedot: Rakennus Rivitalo 2+N asuntoa (N harjoitusryhmän numero), 1 kerros, kerroskorkeus 3,0 m. Kunkin asunnon pohja on suorakaiteen muotoinen, ulkomitat 13 x 10 m 2, pidemmät seinät asuntojen välisinä seininä. Ulkoseinien rakenne on tiili 130 mm ilmarako tuulensuojalevy 20 mm - mineraalivillaeriste tiili 130 mm. Alapohjana on 200 mm betonilaatta ja 300 mm EPS eristys. Alapohjan alla on hyvin tuuletettu ryömintätila. Yläpohjan rakenne on 20 mm lastulevy ja puhallusvillakerros. Loiva harjakatto, 30 o kallistuksella, räystäspituus 1 m. Rakennus luokitellaan lämpödynaamisilta ominaisuuksiltaan keskiraskaaksi. Ikkunoiden pinta-ala on 15 % bruttoalasta ja ikkunoista 70 % on eteläjulkisivulla ja loput 30% pohjoisjulkisivulla. Ikkunoiden kehäkerroin 0,80, varjostuskerroin 1,0, kohtisuoran säteilyn läpäisysuhde 0,65 sekä aurinkosuojan läpäisysuhde 1,0. Ilmanvaihto Koneellisen ilmanvaihtolaitoksen perusilmavirta vastaa ilmanvaihtokerrointa n=0,60. Laitos käy 24 h/vrk. Ilmanvaihdon lämmön talteenoton vuosihyötysuhde on 0,72. Tuloilma jälkilämmitetään kaukolämpöä käyttäen vakiolämpötilaan 18 o C. Vuotoilmavirta lasketaan SRMK osa D5(2012) mukaan. Lämmitys ja sähkönkäyttö Rakennuksen tilojen ja ilmanvaihdon lämmitykseen käytetään kaukolämpöä yhdistettynä vesiradiaattoriverkostoon. Sisälämpötilan asetusarvo on 21,0 o C. Jäähdytysjärjestelmää ei ole. Lämpimän käyttöveden kulutus on 700 dm3/bm2 vuodessa, jakautuen tasaisesti ympäri vuoden. Sähkönkäyttö noudattaa valaistukselle ja koneille erillisessä tiedostossa annettujen kuormien mukaista vuorokausirytmiä. Aurinkojärjestelmä Rakennuksen harjakaton etelälappeelle on tarkoitus asentaa PV-T tyypin aurinkosähkö paneeleita, joilla voidaan tuottaa osa rakennuksen sähköntarpeesta sekä käyttöveden lämpöenergiasta. Paneelien sähkön tuoton hyötysuhde on 20 %. Paikallisesti tuotetun sähkön ylijäämä voidaan sähköverkon kautta myydä energiayhtiölle. Paneeleita jäähdytetään vedellä, josta saatavaa lämpöä voidaan käyttää lämpimän käyttöveden valmistukseen. Näin kerättävästä lämpöenergiasta voidaan varastointikapasiteetin rajallisuuden ja lämpötilatasojen vuoksi hyödyntää pienempi kunkin tunnin tarpeesta tai kunkin tunnin tuotosta. Ulkoiset olosuhteet Rakennus sijaitsee Etelä-Suomessa. Laskennassa tarvittavat säätiedot ovat saatavana tiedostomuodossa kurssin kotisivulta. Kustannustiedot Rakenteiden eristyksen hinta tilavuuden funktiona (materiaali + työ) on yläpohjalle 60 /m 3 sekä seinille 170 /m 3. Ikkunoiden hinnan U-arvon funktiona voidaan arvioida muuttuvan lineaarisesti arvojen (1,8 W/m 2 K, 250 /m 2 ) ja (1,0 W/m 2 K, 300 /m 2 ) välillä. Rakennusvaipan ilmanvuotoluvun pienentäminen perusarvostaan n 50 =4 1/h maksaa työn huolellisempana suunnitteluna, toteutuksena ja valvontana lisähinnan joka on h ( /brm2) = 1,6 n 2 50 15,7 n 50 + 36,9. Aurinkojärjestelmän hinta asennuksineen on 300 /paneeli m2. Sähkön ostohinta on 180 /MWh, syöttötariffi 100 /MWh ja inflaatio 3 %/a. Kaukolämmön hinta on 120 /MWh ja inflaatio 2 %/a. Nimelliskoroksi valitaan 3 %/a ja yleiseksi inflaatioksi arvioidaan 1 %/a. Rakenteiden käyttöikä on 40 vuotta ja aurinkojärjestelmän vastaavasti 20 vuotta. Ikkunat peruskorjataan 20 vuoden välein puolella alkuperäisen investoinnin arvosta. Investoinneilla ei ole jäännösarvoa.

TEHTÄVÄ 1. Energiainvestointien optimointi Min {F(x)} H(x) = A PVT katon etelälappeen ala x = (x 1, x 2, x n ) T n = 5 Kohdefunktio F(x) on päätösmuuttujiin liittyvien investointien sekä rakennuksen lämmitys- ja sähkökustannusten nykyarvon summa vähennettynä myydyn sähkön arvolla 40 vuoden tarkasteluaikana. Rajoitefunktiossa A PVT on PVT paneelien pinta-ala. Päätösmuuttujavektorin alkiot ovat: x1) seinien eristyspaksuus x2) yläpohjan eristyspaksuus x3) ikkunoiden U-arvo x4) vaipan ilmanvuotoluku x5) aurinkojärjestelmän kerääjäpinta-ala. 2. Energialaskelmat Energialaskelmat tehdään yhden vuoden ajanjaksolle yksinkertaisella tuntitason laskennalla perustuen opetusmonisteen laskentaohjeeseen sekä annettujen säätietojen käyttöön: * sisäilman ja rakenteiden lämpötilat * tilojen lämmitysenergiantarve * ilmanvaihdon lämmitysenergiantarve * aurinkojärjestelmän tuottama energia * E-luku * lämpöenergian vesivaraston mallintaminen ja käyttö hyödynnettävän aurinkoenergian tarkempaan laskentaan (bonustehtävä, ei pakollinen) Yksinkertaisuuden vuoksi vain etelänpuolen ikkunoihin tuleva auringon säteilykuorma huomioidaan lämpötilojen ja energiantarpeen laskennassa. 3. Taloudelliset laskelmat * Kustannusfunktio * Investoinnit * Ostetun energian nykyarvo * Myydyn energian nykyarvo * Ostoenergian hintakehityksen vaikutus optimointitulokseen (bonustehtävä, ei pakollinen) * Valitun laskentakorkokannan vaikutus optimointitulokseen (bonustehtävä, ei pakollinen) 4. Optimointi * Käytetään sopivaa optimointimenetelmää ja itse tehtyä algoritmia energiapaketin optimointiin. Laskentaympäristö on vapaasti valittavissa. Valmiita optimointipaketteja ei kuitenkaan saa käyttää. * Kohdefunktion ja E-luvun välinen pareto-kuvaaja (bonustehtävä, ei pakollinen) 4 Työselostuksen tekeminen * Tehdään oheista ohjetta noudattaen.

OHJE HARJOITUSTYÖSELOSTUKSEN TEKEMISEKSI RAKENNE RAKENNE 1. Kansilehti * oheinen liite työselostuksen kansilehdeksi * tekijät * luovutuspäivämäärä * päätulokset 2. Sisällysluettelo sivunumeroineen 3. Luettelo suureiden symboleista ja mittayksiköistä 4. Harjoitustehtävän ratkaisu * laskelmien perusteet (lämmöntarvelaskelmat, järjestelmälaskenta, kohdefunktion muodostaminen, muut laskentaperusteet jne.) sekä viimeisen optimointikierroksen numerolaskut selvästi ja johdonmukaisesti esitettynä * käytetyn optimointimenetelmän kuvaus * optimoinnin eteneminen lähtöarvojen ja päätulosten valossa 5. Tulokset * yhteenveto keskeisistä tuloksista * muut taulukot, kuvaajat * johtopäätökset 6. Liitteet * ohjelmakoodausten / makrojen listaukset ESITYSTAPA Työselostuksen esitystavan tulee olla selkeä ja eteneminen systemaattista. Pääotsikoita ja väliotsikoita käyttäen jaetaan teksti tunnistettaviin kokonaisuuksiin. Uusi otsikko aina kun siirrytään käsittelemään seuraavaa asiaa. Käytetyt laskentamenettelyt, tehdyt oletukset ja muut asioiden käsittelytapaan vaikuttavat seikat tuodaan tekstissä selvästi esille siten, että lukija pystyy helposti seuraamaan työn kulkua ja ymmärtämään kaiken mitä tekijät ovat pyrkineet työselostuksessaan tuomaan esille.

AURINKOKERÄIMIEN LÄMMÖNTUOTON LASKENTA Nykyisten kaupallisesti saatavien aurinkosähköpaneeleiden (PV) sähköntuoton hyötysuhde on vain noin13-15 %. Hyötysuhde riippuu mm. paneelien lämpötilasta. Mitä korkeammaksi lämpötila nousee, sitä pienemmäksi hyötysuhde laskee. Valtaosa aurinkosähköpaneeleista ei tuota lämpöä. On kuitenkin olemassa sähkö-lämpö paneeleita (PV-T), joita jäähdytetään ilmalla tai vedellä, siten että jäähdytyksestä saatava lämpöenergia voidaan myös käyttää hyödyksi. Tässä harjoitustyössä aurinkopaneelit ovat vesijäähdytettyä PV-T tyyppiä ja niistä saatava hetkellinen lämpöteho lasketaan tunnetulla Hottel-Whillier-Bliss (HWB) yhtälöllä seuraavasti r c [( ) I U ( T T )] Q = F A τα (1) c L fi a missä F r on lämmönsiirron tehokkuuskerroin, A c on kerääjän pinta-ala, (τα) c on lasikatteen ja absorptiopinnan transmissio-absorptio tulo, I on kerääjälle tuleva säteilytehon tiheys, U L on kerääjän häviökonduktanssi, T fi on kerääjälle tulevan nesteen lämpötila ja T a on ympäröivän ilman lämpötila. Laskennassa käytettäviä arvoja: F r = 0,70 (τα) c = 0,85 U L = 1,0 W/m 2 K T fi = 30 o C (tämä vaihtelee vesivaraston lämpötilan mukaan, mutta tässä käytämme vakioarvoa) T a = ulkoilman lämpötila säätiedostosta Jos laskenta antaa lämpöteholle negatiivisen arvon, kuten käy silloin kun hakasuluissa oleva häviötermi on suurempi kuin tuottotermi, oletetaan että laitteiston kiertopumppu ei käy ja asetetaan Q = 0.

PIENTALON ENERGIARATKAISUJEN OPTIMOINTI - KANSILEHTI TYÖRYHMÄ No: LUOVUTUS Pvm: TEKIJÄT Nimi Opiskelija No PÄÄTULOKSET Optimoituun energiapakettiin liittyvät päätulokset Seinien eristyspaksuus Yläpohjan eristyspaksuus Ikkunoiden U-arvo mm mm W/m2K Rakennuksen ilmanvuotoluku 1/h Aurinkopaneleiden pinta-ala Aurinkopaneleiden tuottama sähköenergia (vuositasolla) Ostettu sähköenergia (vuositasolla) Myyty sähköenergia (vuositasolla) Aurinkopaneleiden tuottama lämpöenergia (vuositasolla) Aurinkolämmöstä hyödynnettävä energia (vuositasolla) Lämpimään käyttöveteen tarvittava ostoenergia (vuositasolla) Tilojen ja ilmanvaihdon lämmitykseen tarvittava ostoenergia Ostettu kaukolämpöenergia (vuositasolla) m2 Ostetun sähkön nykyarvo tarkasteluaikana Myydyn sähkön nykyarvo tarkasteluaikana Ostetun lämpöenergian nykyarvo tarkasteluaikana Alkuinvestoinnit (hetkellä t=0) Aurinkojärjestelmän ja ikkunoiden lisäinvestoinnit tarkasteluaikana E-luku Energiapaketin nykyarvo bruttoalaa kohti kwh/m2 a /bm2