RIL Elinkaarijaosto Talonrakennusjaosto LIVI Yhteisseminaari RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUS 1 Energian hintakehitys esimerkkinä öljy 2
Kerrostalojen lämmitysenergian kulutuksen kehitys Matalaenergiataso 2010 2012 2015 3 Eurooppalaisia lämmitysenergian ominaiskulutuksia 4
Eurooppalaisia rakennusvaipan lämmöneristysarvoja 5 Maa Eurooppalaisia lähivuosien energiatehokkuuden kehitystavoitteita Normiuudistustavoitteet Itävalta Julkisille ill asuntotuottajille passiivitaso i (Vorarlbergin osavaltiossa v. 2007) Belgia Tanska Suomi Saksa Irlanti Hollanti v. 2015 kaikki uudet rakennukset passiivitasoa v. 2010:Matalenergia taso II (Minimienergia) v. 2015: Matalaenergiataso I (Passiivi) v. 2010 n. 30% parannus v. 2012: Rarannus n. 20 % (>>Matalaenergiataso) v. 2008: 30% parannus, v. 2012: 30 % parannus ( >> Matalaenergiataso) v. 2008: 40% parannus v.2010: 60 %parannus ( >> Matalaenergiataso) v. 2016: Passiivitaso v. 2020: Nollaenergiataso ostoenergialle Norja v. 2007: pientalot: 57 kwh/as.m 2, kerrostalot: 37 kwh/as.m 2 v. 2012: parannus (tasoa ei määritelty) Englanti v 2010: Parannus, tasoa ei vielä määritelty, v.2013: Parannus, v. 2016: Passiivitaso Sveitsi Nykytaso: 63 kwh/(as m 2 a) Ruotsi Nykytaso: 110/130 kwh/(as m 2 a) (etelä/pohjois R), Valmisteilla: 55/75 kwh/(as m 2 a) (etelä/pohjois R) 6
Rakennuksen lämpöenergian kulutusluokka RIL ohjeen energiatehokkuusluokittelu Lämmitysenergia Rakennuksen lämmitys- ja Lämpimän käyttöveden Rakennuksen lämpöenergian jäähdytysenergiaenergian lämmitys- ominaiskulutus (lämmitys, ominaiskulutus ominaiskulutus jäähdytys+ käyttöveden kwh/as-m 2 a 1) 2) kwh/as-m 2 a 3) lämmitys) Rakennuksen kokonais- energian ominaiskulutus (lämmitys+ jäähdytys+ käyttöveden lämmitys,+ kotitaloussähkö) kwh/as-m 2 a Normirakennus 2010 80 (+- 5) (kerrostalo) kwh/as-m 2 a 1) 2) - - - 7 Ominaisenergia, Ostoenergia, Primäärienergia, Huipputeho 85 (+- 5) (pientalo) Matalaenergiarakennus 35-50 25-35 60-80 90 Minimienergia 15-35 15-25 30-55 70 -rakennus Passiivi- < 15 < 15 < 30 50 rakennus Energiatehokkuus- luokka Rakennuksen kokonaisenergian Kiinteistön ostoenergian Kiinteistön ostoenergian Kiinteistön ostoenergian ominaiskulutuksen ominaiskulutuksen tuottoon kuluvan hetkellisen yläraja yläraja primääri-energian huipputehon kwh/as-m 2 a kwh/as-m 2 a ominaiskulutus ominaisarvo kwh/as-m 2 a W/as-m 2 120 < 125 - - A Normirakennus 2010 (ehdotus) Normirakennus 2012 100 <105 - - (ennako-tieto) A + Matalaenergia- 90 < 95 < 180 35 rakennus A ++ Minimienergiarakennus A +++ Passiivirakennus 0 Nollaenergiarakennus 0+ Plusenergiarakennus 70 <75 <150 20 50 < 55 < 110 10 90 0 0 10 90 Omaenergian Kiinteistö myy 10 tuotto ylittää energiaa Asko kulutuksen Sarja 8
Tekninen tekijä Normitalo (2005) RMK C3- määräys, 2010 Matalaenergia- rakennus Minimienergiarakennus Passiivirakennus U-arvot, W/m2K Alapohja 0,16 0,24 maanvastainen 0,17/0,09 0,19 Alapohja ryömintätilaan 1) Ulkoseinä 0,24 0,17 Yläpohja 0,15 0,09 Ikkunat 1,4 1,0 Ovet - 1,0 Vaipan ilmanvuoto-luku 2,0 <4,0 n50,1/h Lämmöntalteenoton 55 30 vuosihyötysuhde % Ilmanvaihdon <2,0 ominaissähköteho, kw/m3/s <2,5 0,12 0,10 0,14 0,09 0,9 0,5 0,6 0,8 60-65 <2,0 0,12 0,10 0,14 0,08 0,7-0,8 0,4 0,6 65-75 <2,0 0,12 0,10 0,10 0,08 0,5-0,7 0,3 0,4-0,5 80-85 1,5 9 U arvoja vastaavat lämmöneristepaksuudet Rakenneosa Ulkoseinä Maan-vastainen ulkoseinä Yläpohja U-arvo, W/m 2 K Ohjeellinen eristyspaksuus, mm 2) Esimerkkinä käytetty eristemateriaali 1) 2) 014 0,14 012 0,12 010 0,10 008 0,08 U 180 210 250 310 polyuretaani 300 350 450 550 polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 0,20 0,15 0,12 0,10 U 150 180 200 250 polyuretaani 250 300 350 450 polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 009 0,09 008 0,08 006 0,06 005 0,05 U 275 310 420 500 polyuretaani 490 550 680 900 polystyreeni, levyvilla ja tuulensuoja-villa tai puhallusvilla 10
Eri energiamuotojen ominaispäästöt Energiamuoto Ominaispäästöt, CO 2ekv, kg/mkwh CO 2ekv päästöjen energian muut elinkaaren yhteensä Primäärienergia-kerroin tuotanto vaiheet 1) f p Kivihiili, lauhdesähkö 903 25 928 1,3 Kivihiili, 287 25 312 1,2 kaukolämpölaitossähkö Kivihiili, kaukolämpö 301 25 326 1,2 Kevyt polttoöljy 267 28 295 1,1 Maakaasu 202 16 238 1,1 Turve 382 10 392 1,2 Aurinkokennot 0 8 8 11 1,1 Vesivoima 0 1 1 1,1 Bioenergia 0 8 8 1,2 Tuulivoima 0 10 10 1,1 Ydinvoima 0 2,5 2,5 2,8 Valtakunnan verkon 2000-2007 - - 233 1,2 4) yleissähkö 2) 2012 - - - 180 1,2 4) Vihreä sähkö 3) 0 10 10 1,1 11 12
Elinkaaritalous eri vaihtoehtojen vertailussa 13 Tilojen lämmönhallinnan energiankulutus 14
Mitoitusteho 15 Rakennuskannan ja muun energiankulutuksen osuudet 16
Pientalon tuotanto ja lämmitysenergian kulutus eri lämmitysenergian kulutusluokissa 50 y elinjakson aikana. Tietolähde: Kalvo/Pekka Nurro 03. 10. 2008 800000 700000 : 50 y energianku ulutus, kwh Elinjakson: 600000 500000 400000 300000 200000 100000 Lämmitysenergia 50y Tuotantoenergia Koko energiankulutus 50y 0 Normirakennus 100 Matalaenergia=50% Minimienergia=25% Passiivitalo =15% Rakennuksen lämmitysenergian kulutusluokka 6.10.2008 17 17 Pientalon elinkaaren energiankulutus eri kulutusluokissa 1400000 Pientalon energiankulutus Huoneistoala 121,5 m2, tarkastelujakso 50 v 1200000 1000000 kwh 800000 600000 400000 Kotitaloussähkö Lämmin käyttövesi Lämmitysenergia Rakentamisen energiankulutus 200000 0 Normitalo 50 % 75 % Rakentamisen ja rakennustuotteiden tuottamisen energiankulutus Rakentaminen lämmitysenergiasta 20 % 44 % 94 % Rakentaminen kokonaisenergiasta 11 % 16 % 21 % 6.10.2008 RILxxx 2009 Matalaenergiarakennukset RILxxx 2009 Matalaenergiarakennukset 18 Pekka Nurro 3.10.2008 18
Davi d Lämmöneristeen elinkaaren energian kulutus 3000 Mineraalivillan elinkaarienergia, 50 vuotta 2500 Valmistusenergia Lämpövuoto, 50 v. Elinkaaren: 50 v. kokonaisenergia rakenne m2 nkulutus, kwh/r Energia 2000 1500 1000 500 0 Eristepaksuus, 1 mm2 100 3150 4200 5250 300 6 350 7 400 8 450 9 10 500 550 11 600 12 13 650 700 14 750 15 16 800 850 17 900 18 1000 19 19 Kiinteistön energian-hankinnan päästöjentuotto CO 2ekv Omaenergian tuoton CO 2ekv - tuotto Kiinteistölaitteiston käytön CO 2ekv - tuotto Q T Q V Q S Calculation direction (from the use to the source) Q i Q h Q c,e Emission Q d heat requirement (heat use) Distribution Storage Q s Generation Final energy (boundary:building) Calculation direction (from the use to the source) Q g Primary energy NERGIANH HANKINTA A KIINTE EISTÖN E + Primäärienergian käytön CO 2ekv - tuotto = Ostoenergian määrä energialajeittain x Ostoenergian päästökerroin energialajeittain x Energian tuottoyksikön CO 2ekv - tuotto Kiinteistön energianhankinnan CO 2ekv - tuotto 20
Energian hankinta Energianhankinnan vaihtoehdot lisääntyvät lämmitysenergian kulutuksen pienetessä: 1. Kiinteistön omaenergia, jonka tuottotapoja ovat mm. maa- ja ilmalämpöpumput, aurinkoenergian keräimet, sähköiset aurinkokennot ja tuulivoimalat 2. Kiinteistössä tuotettava ostoenergia, kuten lämpökattilat ja takat, joiden primäärienergia on ostoenergiaa 3. Lähienergia, joka tuotetaan ja jaetaan kuhunkin tapaukseen soveltuvan rakennusryhmän käyttöön. 4. Kaukolämpö- ja sähkölaitoksen lämpö- ja sähköenergia. 5. Valtakunnallinen ja kansainvälinen energiantuotanto, kuten yleisessä sähköverkossa jaettava sähköntuotanto ja maakaasuverkoissa jaettava maakaasuntuotanto. 21 Rakennushankkeen kokonaisvaltainen laadunvarmistus 22
Matalaenergiarakennusten kriittiset tekijät Matalaenergiarakentamisen keskeisiä kriittisiä laatutekijöitä ovat: Rakennusvaipan p lämmöneristyksen suunnittelu ja asennus siten, että vältetään paikalliset lämpövuodot ja kylmäsillat Rakennusvaipan tiiviys, jonka päätekijät ovat: puurakenteilla höyryn- ja ilmansulku siten, että työn ja käytön aikaiset lävistykset minimoidaan höyryn- ja ilmansulku noin 50-75 mm seinän sisälevytyksen ulkopuolelle kaikilla ulkoseinillä ylä- ja alapohjan liitosten tiiviyden varmistaminen ikkunoiden tiivis asentaminen seinään ja läpivientien hyvä ja pitkäaikaisesti varmatoiminen tiivistys Rakennusvaipan rakenteiden lämmöneristyksen ulkopuolien tuuletus erityisesti i ti yläpohjissa, ryömintätilallisissa lli i alapohjissa ja erikseen määriteltävissä seinätyypeissä Koneellisen ilman sisäänotto-ulospuhallus ilmanvaihtojärjestelmän toimivuus, erityisesti: Ilmanvaihdon määrän ja tasapainotuksen säätö lämpötilan säätö lämmöntalteenoton toimivuus 23 Rakennuksen kriittisten ominaisuuksien laaduntarkastus Laaduntarkastus (Sertifiointi) voidaan toteuttaa joko ulkopuolisen ammattitaitoisen sertifioijan toimesta tai rakennuttajan, suunnittelijoiden ja rakennusliikkeen omana toimintana rakennuttajan valvonnassa Erityismittauksia tarvitaan lähinnä rakennusvaipan tiiviyden varmistamisessa ilmanvuotoluvun mittauksena ja ilmanvaihtojärjestelmän ja lämmöntalteenoton toimivuuden ja säätöjen määrittämisessä. Ilmatiiviyden varmistukseen tarvitaan mittausmenettely Ilmanvuotoluku määritetään puolivalmiista ja/tai valmiista rakennuksesta Teollisessa tuotannossa laaditaan tilastolliseen otantaan perustuva menettely Paikallarakentamisessa mitataan jokainen rakennus, ellei rakennusliikkeellä ole teollista tuotantoa vastaavaa laadunvarmistusta Mahdollisia mittauskohteita voivat olla: termokuvaus kylmäsiltojen ja paikallisten vuotokohtien kartoituksessa ja joissakin tapauksissa ylä- ja alapohjien tuuletuksen tehokkuuden mittaukset ainakin uusien tai erityisen herkkien (esim. puurossi-alapohjat) tapauksissa. 24
Rakennuskannan muutosarvio vuodelle 2050 Suomen vuoden 2050 rakennuskanta suhteessa nykyiseen on muuttunut siten, että vuoden 2009 jälkeen rakennettujen rakennusten osuus on 30... 40 % kattavan korjaushankkeen kautta uusittujen rakennusten osuus on 20 40 % korjaustarveperusteisesti kunnossapidettyjen rakennusten osuus on 30 40 % v. 2050 noin 15 % nykyisestä rakennuskannasta on poistettu käytöstä/purettu. 25 Rakennustyypit ja niiden yleiset Energiatehokkuusluokat egate uusuoat Rakennustyyppi Energiatehokkuusl uokka Muuratut rakennukset 1860- F-G 1950 Rakennukset 1951-1978 E-F Rakennukset 1978-1985 E Rakennukset 1985-2003 D Rakennukset 2004-2009 A Rakennukset 2010 - A+ Matalaenergiarakennukset A+ +(ei YM:n luokittelussa) Minimienergiarakennukset A+++ (ei YM:n luokittelussa) Passiivirakennukset A++++ (ei YM:n luokittelussa) 26
Kerrostalojen energiakorjausten potentiaaliset taloudelliset säästömahdollisuudet. Avainmoduuli Avainmoduulin suhteellinen osuus rakennuksen lämmitys- ja jäähdytysenergian kulutuksesta % Lämpöenergian säästöpotentiaali vuoden 2003 normirakennukseen verrattuna 1) Avaimoduulin säästöpotentiaali normitasosta % Seinä 16 30-50 5-8 Yläpohja 4 10-20 05 0,5-1 Alapohja 1 Vähäinen 1) - Ikkunat 20 40-60 8-12 Aurinkosuojat - 5-10 5 Rakennuksen energiankulutuksen säästöpotentiaali % Ilmanvaihto 48 60-80 30-40 Ilmavuodot 11 50-70 5 8 2) Yhteensä 100 50-65 27 Energiakorjauksen taloudellisuus on haasteellinen Energiakorjauksen taloudellisuutta voidaan kehittää seuraavilla toimenpiteillä: yhdistetään energiakorjaus muuhun peruskorjaukseen, jolloin kustannukset jaetaan näiden kesken ja korjauksesta käytölle tuleva kokonaishaitta minimoidaan mikäli kiinteistössä on jäljellä j rakennusoikeutta, tehdään sen puitteissa sallittu hyötyalan lisäys, jonka tuotto voidaan käyttää korjauksen rahoitukseen peruskorjaukseen ja energiakorjaukseen käytettävissä olevat valtion rahoitusavustukset ja korkoavustukset toimivat osarahoituksena. Energiakorjaustoimenpiteitä peruskorjausten yhteydessä : Ikkunoiden vaihtaminen energiatehokkaiksi (U-arvo 0,8-1,0 10W/m 2 K) Ilmanvaihdon uusiminen tulo- ja poistoilman mekaanisella puhalluksella ja tehokkaalla lämmön talteenotolla t ll varustetuksi t Rakennuksen vaipan ilmanpitävyyden parantaminen ja Rakennuksen vaipan lämmöneristyksen lisääminen ja kylmäsiltojen poistaminen 28
Energiakorjauksen elinkaaritalous vaihtoehtovertailussa 29 Korjauskonseptivaihtoehtojen määrittelyesimerkkejä. Korjaustoimenpide Vaipan tiiveyden ja eristystason parantaminen Ikkunoiden ja parvekeovien uusiminen Korjauskonsepti 1 Korjauskonsepti 2 Korjauskonsepti 3 Ikkunoiden ja ilmanvaihto järjestelmän uusiminen (tehokas LTO). Tiiveyden parantaminen. Vaipan eristystason parantaminen, Vaipan eristystason parantaminen ml. ikkunoiden uusiminen sekä talo tekniikan pääosittainen uusiminen. 5 % 15 % 25 % 10 % 10 % 15 % ulkoseinien uusiminen, ikkunoiden uusiminen sekä kokonaisoptimoitu talotekniikan uusiminen. Ilmanvaihdon uusiminen 10 % 1) 25 % 1) 35 % lämmön talteenotolla varustetuksi Yhteensä 25 % 50 % 75 % 30