ECO2 Rakentamisen foorumi 1 Vuoden 2012 rakentamismääräykset (luonnos 28.9.2010), kokonaisenergiatarkastelu, suunnitteluprosessin haasteet Juhani Heljo Tampereen teknillinen yliopisto Rakennustekniikan laitos Lähdeaineisto mm: Miimu Airaksinen VTT
Kokonaisenergia? Taustaa g / tuotettu energia sähkö ydin, vesi g / energiasisältö? g / hyötyenergia g / rakennukseen tuotu energia OIL KL g / tuotettu energia KL sähkö turve, puu OIL? maakaasu, öljy
Keskeiset muutokset, lausuntoversio D3/D5 muutokset viitteellisesti Kokonaisenergiavaatimus kwh/m 2 = energiamuotojen kertoimilla painotettu netto-ostoenergia Järjestelmät ja tuotto mukana Kylmäsillat mukana Ei muutoksia: Standardoitu käyttö Sisäilmasto Tasauslaskenta Sisäiset kuormat Johtuminen Käyttöajat IV-lämmöntalteenotto Laskentasäännöt Vuotoilmanvaihto Vaatimukset laskentatyökaluille U-arvot ja LTO Vaatimukset uusiutuvien energioiden käytölle Vertailuarvot Vaatimukset kesäaikaiselle huonelämpötilalle Sallitut max. arvot Rakennusvaipan ilmanpitävyyden vaatimus LTO poistoilmasta 45% Vaatimukset mittaroinnille
4 Tulee vielä muutoksia
Vertailuarvoja (U-arvoja) ei muuteta vuonna 2012 Tasauslaskenta säilyy 5 U-arvovaatimus C3/1985 C3/2003 C3/2007 C3/2010 Ulkoseinä 0,28 0,25 0,24 0,17 Yläpohja, ulkoilmaan rajoittuva alapohja 0,22 0,16 0,15 0,09 Ryömintätilaan rajoittuva alapohja Maata vasten oleva rakennusosa 0,22 0,20 0,19 0,17 0,36 0,25 0,24 0,16 Ikkuna tai ovi 2,1 (0,7) 1,4 1,4 1,0 Kattoikkuna 1,5 1,5 1,0 Ikkunapinta-ala enintään 15 % kerrosalasta, enintään 70 % huoneen ulkoseinän alasta enintään 15 % kerrosalasta, enintään 50 % rakennuksen ulkoseinien yht.lask. alasta enintään 15 % kerrosalasta, enintään 50 % rakennuksen ulkoseinien yht.lask. alasta 15 % kerrosalasta, enintään 50 % rakennuksen julkisivupinta-alasta
Energiatehokkuuden pitää olla parempi kuin E-luku 6
E-luku lasketaan kertomalla nettoostoenergiamäärät energiamuotojen kertoimilla 7 Energiamuotojen kertoimet: Sähkö 2,0 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1,0 Uusiutuvat polttoaineet 0,5 Lähempänä primäärienergiakertoimia kuin kasvihuonekaasupäästkertoimia
Netto-ostoenergia (sähkö, kaukolämpö, kaukojäähdytys, polttoaineet) Netto-ostoenergia 8 Netto-ostoenergian taseraja Ostoenergian (järjestelmien) energiankulutuksen taseraja Auringon säteily ikkunoiden läpi Uusiutuva omavaraisenergia TILOJEN ENERGIANTARVE Lämmitys Jäähdytys Ilmanvaihto Käyttövesi Valaistus Laitteet Lämpöhäviöt NETTOTARPEET lämmitysenergia jäähdytysenergia sähkö TEKNISET JÄRJESTELMÄT Järjestelmähäviöt ja -muunnokset OSTOENERGIA sähkö kaukolämpö kaukojäähdytys polttoaine MUUALLE VIETY ENERGIA sähkö lämmitysenergia jäähdytysenergia
Pelkistetty esimerkki E-luvun laskennasta Netto-ostoenergiat Ostoenergia Rakennus A Rakennus B Sähkö, kwh/(m 2 a) 100 50 Kaukolämpö, kwh/(m 2 a) 50 100 Yhteensä, kwh/(m 2 a) 150 150 E-luku Ostoenergia Rakennus A Rakennus B Sähkö, kwh/(m 2 a) 100*2 50*2 Kaukolämpö, kwh/(m 2 a) 50*0,7 100*0,7 Yhteensä, kwh/(m 2 a) 235 170
Primäärienergiakertoimia 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 ka. Uusiutumaton primäärienergiakerroin Kaukolämpö erillistuotanto 0,99 0,99 0,96 0,96 0,96 0,90 0,91 0,91 0,88 0,94 Kaukolämpö yhteistuotanto 0,73 0,75 0,74 0,73 0,72 0,70 0,70 0,72 0,70 0,72 Kaukolämpö yhteensä 0,79 0,80 0,78 0,78 0,77 0,74 0,75 0,77 0,74 0,77 Teollisuusvoima 0,79 0,86 0,83 0,86 0,79 0,81 0,80 0,76 0,78 0,81 Kaukolämpövoima 1,57 1,62 1,58 1,58 1,55 1,52 1,53 1,56 1,52 1,56 Erillinen tavanom. lämpövoima 2,45 2,46 2,51 2,52 2,51 2,41 2,47 2,44 2,28 2,45 Sähkö yhteensä 1,67 1,77 1,82 1,94 1,76 1,67 1,83 1,75 1,59 1,75 Kokonaisprimäärienergiakerron (uusiutuva ja uusiutumaton) Kaukolämpö erillistuotanto 1,12 1,13 1,11 1,12 1,14 1,11 1,12 1,11 1,10 1,12 Kaukolämpö yhteistuotanto 0,84 0,85 0,84 0,84 0,84 0,83 0,84 0,84 0,84 0,84 Kaukolämpö yhteensä 0,90 0,91 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,91 0,90 0,90 Teollisuusvoima 2,15 2,15 2,16 2,14 2,16 2,16 2,13 2,12 2,08 2,14 Kaukolämpövoima 1,73 1,76 1,74 1,73 1,73 1,72 1,74 1,74 1,73 1,73 Erillinen tavanom. lämpövoima 2,70 2,70 2,70 2,69 2,73 3,03 2,73 2,65 2,78 2,75 Sähkö yhteensä 2,16 2,21 2,25 2,31 2,21 2,18 2,27 2,20 2,12 2,21 Ominaispäästöt g(co 2 )/kwh Kaukolämpö yhteensä 220 229 225 220 215 203 211 219 204 216 Sähkö yhteensä 214 263 286 350 298 204 309 280 215 269
E-luvun laskennassa käytettävä pinta-ala 11 Energian kulutus lasketaan lämmitettyä netto-alaa kohti eli eri tavalla kuin nykyisissä energiatodistuksissa, joissa lasketaan bruttoalaa kohti
Pientalojen E-lukuvaatimus riippuu pinta-alasta 12
Hirsitaloille edelleen omat alemmat vaatimukset 13 Ympärivuotiseen asumiseen tarkoitetulla hirsitalolla on oma energialuokkansa ja se on samanmuotoinen funktio pinta-alasta kuin pientaloilla Hirsitalon ulkoseinän vertailuarvo edelleen 0,40 W/m2,K
Kesämökit 14 Alle 50 m2: Määräykset eivät koske Ei lämmitysjärjestelmää: Määräykset ei koske 50-100 m2, jos lämmitysjärjestelmä: Vaippa puolilämpimien tilojen vertailuarvojen (U-arvojen) mukaan. Ei muita vaatimuksia Yli 100 m2: Kuten omakotitalot
Uusiutuvien energialähteiden osuuden pitää vastata vähintään 25 prosenttia rakennuksen tilojen ja ilmanvaihdon lämmityksen energian nettotarpeesta. 15 Uusiutuvien osuutta voidaan hoitaa esim: Varaavalla takalla max 2000 kwh/a (ei voi kuitenkaan hyödyntää E-lukua laskettaessa? Lämpöpumpuilla (ilma-ilmalämpöpumppua ei kuitenkaan voi hyödyntää E- lukua laskettaessa) Aurinkokeräimillä Tuulimyllyillä Aurinkopaneleilla Kaukolämmössä ei ole uusiutuvien käytön vaatimusta
16 Ilmanpitävyys n 50 -luku vaihtunut q 50 -luvuksi, jolloin samat arvot isoissa ja pienissä rakennuksissa q 50 ilmanpitävyys määritellään vaipan pinta-alaa kohden, ei tilavuutta kohden kuten aikaisemmin Ilmanpitävyys on osoitettava mittaamalla tai ilmoitusmenettelyllä (muutos tulossa?) Asuinrakennuksissa, lukuun ottamatta pientaloja, ilmanpitävyys voidaan osoittaa myös mittaamalla tiiveyden kannalta kriittisimmät tilat
Energiatehokkuuden mittarointi Yleensä rakennukset varustetaan energiankäytön mittauksella tai mittaus-valmiudella siten, että rakennuksen eri energiamäärät voidaan helposti selvittää. Rakennukset varustetaan sähkönmittauksella Rakennukset varustetaan lämmönmittauksella Muut rakennukset kuin erilliset pientalot sekä rivi- ja ketjutalot varustetaan lämpimän käyttöveden kulutuksen mittauksella ja tarvittaessa lämpimän käyttöveden kiertopiirin paluun vesivirran ja lämpötilan mittauksella. Muiden rakennusten kuin erillisten pientalojen sekä rivi- ja ketjutalojen ilmanvaihtojärjestelmä varustetaan sähkönkulutuksen mittauksella. Ilmanvaihtojärjestelmä on suunniteltava ja rakennettava siten, että järjestelmän ominaissähköteho voidaan helposti mitata. Muissa kuin asuinrakennuksissa ilmanvaihdon lämmöntalteenottolaitteet varustetaan mittauksella, jolla talteen otettu energia voidaan määrittää. Muiden rakennuksen kuin pientalojen sekä rivi- ja ketjutalojen jäähdytysjärjestelmä varustetaan sähkönkulutuksen mittauksella. Jäähdytysjärjestelmä on suunniteltava ja rakennettava siten, että järjestelmän ottama sähkötehot ja tuottama jäähdytysenergia voidaan helposti mitata. Muissa kuin asuinrakennuksissa kiinteä valaistusjärjestelmä varustetaan sähkönkulutuksen mittauksella.
Kesäajan huonelämpötilat pitää tarkistaa 18 Pientaloille oma käytäntö Kesäajan huonelämpötilan laskenta tarvittaessa Energiatehokkuuden vaatimus pinta-alan funktiona Esimerkki: Pientaloissa huonelämpötilan tarkastelua ei tarvita, mikäli seuraavat ehdot on täytetty samanaikaisesti: 1. länsi- ja eteläjulkisivujen yli 1 m 2 kokoisissa ikkunoissa käytetään auringonsuojalasia, jonka g-arvo on enintään 0,4 tai muita vastaavia auringonsuojausratkaisuja; 2. olo- ja makuuhuoneiden länsi- ja eteläseinien ikkunoiden lasiosan pinta-ala on enintään 30 % ko. ulkoseinien pinta-alasta; 3. olo- ja makuuhuoneissa on ulos avautuvien ovien, tuuletusikkunoiden tai - luukkujen pinta-ala vähintään 5 % niiden tilojen huonealasta.
Kesäajan huonelämpötilat Rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, että tilat eivät lämpene haitallisesti. Tilojen ylilämpenemisen estämiseksi käytetään ensisijaisesti rakenteellisia ja muita passiivisia keinoja sekä yöllä tehostettua ilmanvaihtoa. Kesäajan huonelämpötila ei saa ylittää taulukon jäähdytysrajan arvoa asuinrakennuksissa enemmän kuin 150 astetuntia ja muissa rakennuksissa enemmän kuin 100 astetuntia 1. kesäkuuta ja 31. elokuuta välisenä aikana standardi säätiedoilla laskettuna. Rakennustyyppi Ilmavirta Lämmitysraja Jäähdytysraja 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
SFP Koneellisen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho saa olla yleensä enintään 2,0 kw/(m³/s). Koneellisen poistoilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho saa olla yleensä enintään 1,0 kw/(m³/s). Ilmanvaihtojärjestelmän ominaissähköteho voi olla suurempi kuin 2,0 kw/(m³/s), jos esimerkiksi rakennuksen sisäilmaston hallinta edellyttää tavanomaisesta poikkeavaa ilmanvaihtoa.
Rakennusten standardikäytön määritelmä Rakennustyyppi Käyttöaika Käyttö- Valaistus Laitteet Ihmiset a Henkilötiheys kellonaika h/24h d/7d aste, - W/m 2 W/m 2 W/m 2 m 2 /hlö Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalo 00:00-24:00 24 7 0,6 8 b,c 3 2 43 Asuinkerrostalo 00:00-24:00 24 7 0,6 11 b,c 4 3 28 Toimistorakennus 07:30-18:30 11 5 0,65 12 c 12 5 17 Liikerakennus 08:00-21:00 13 6 1 19 c 1 2 43 Majoitusliikerakennus 00:00-24:00 24 7 0,3 14 c 4 4 21 Opetusrakennus ja päiväkoti 08:00-16:00 8 5 0,6 18 c 8 14 5 Liikuntahalli 08:00-22:00 14 7 0,5 12 c 0 5 17 Sairaala 00:00-24:00 24 7 0,6 9 c 9 8 11 a ei sisällä kosteuteen sitoutunutta lämpöä, kokonaislämmönluovutus saadaan jakamalla kertoimella 0,6 b asuinrakennusten valaistuksen käyttöaste on 0,1 c ohjearvo uudisrakennuksille ellei tarkempaa tietoa ole käytettävissä, pienempää valaistuksen tehoa voi käyttää, mikäli valaistustaso säilyy ja siitä esitetään erillisselvitys. Rakennustyyppi LKV:n ominaiskulutus Lämmitysenergia dm 3 /(m 2 a) kwh/(m 2 a) Erillinen pientalo sekä rivi- ja ketjutalot 600 35 Asuinkerrostalo 685 40 Asuinkerrostalo, huoneistokohtainen veden mittaus 1) 582 34 Toimistorakennus 103 6 Liikerakennus 68 4 Majoitusliikerakennus 685 40 Opetusrakennus ja päiväkoti 188 11 Liikuntahalli 343 20 Sairaala 515 30
Mikä kaikki muuttuu? 22 Iso filosofiamuutos (E-luku) Pieniä muutoksia on paljon Laskentaa tulee lisää (kesäajan huonelämpötila) Suunnittelu painottuu enemmän lämmityslaitepuolelle Miten uudet mittaroinnit ja mittaukset hoidetaan? Ilmanpitävyyden mittaus pitää ottaa huomion rakentamisprosessissa Toivottavasti tulee uusia innovaatioita Toivottavasti löytyy keinoja päästä tavoitteisiin vähäisemmillä elinkaarikustannuksilla
2012 määräysvalmistelussa käynnistettyjä kehityshankkeita Ympäristöministeriön ja Sitran Energiaohjelman rahoittamana 1. Energiamuodon huomioon ottaminen määräyksissä: päästö- ja primäärienergiakertoimien taustaselvitys 2. Laskennassa käytettävien säätietojen tarkistaminen: uuden energialaskennan testivuoden kehittäminen 3. Kylmäsiltojen huomioon ottaminen määräyksissä taulukkoarvoilla + yksityiskohtaisempi laskentaopas 4. Lämmitys- ja LKV- järjestelmien hyötysuhteiden taulukkoarvojen päivitys + yksityiskohtaisempi laskentaopas 5. Aurinkolämmön ja -sähkön laskentaohjeet + laskentaopas 6. Lämpöpumppujen laskentaohjeet + laskentaopas 7. Jäähdytysjärjestelmien laskentaohjeet + laskentaopas 8. Määräysvalmistelun projektisihteeri
Suunnittelun ohjaus Arkkitehti? Talotekniikan toimivuuden hallinta suunnittelussa Pääsuunnittelija Asiakkaiden? tavoitteet viihtyvyys kuka on asiakas? Vaippa Sisäilma Rakennesuunnittelija LVI suunnittelija terveellisyys työnteon tehokkuus Rakennuksen ylläpidon taloudellisuus: -energiatalous -siivous -huolto ym. Valaistus Sähkösuunnittelija Sähköjärjestelmä Automaatiosuunnittelu Lämmitysjärjestelmä Ym Loppukokonaisuuden laatu?
Auringosta energiaa 25