Rakennusten energiatehokkuus ostoenergialla, primäärienergialla ja CO 2 -päästöillä mitattuna



Samankaltaiset tiedostot
Rakennusten energiatehokkuus ja päästöt

ristötoiminnan toiminnan neuvottelupäiv

ENERGIATEHOKKUUS ATT 1

Tehontarpeen ja energiankäytön laskentaesimerkkejä

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Arkkitehtitoimisto A-konsultit Oy

Tulevaisuuden vaatimukset rakentamisessa

Rakennusten energiatehokkuus loppuenergialla, primaarienergialla

Iltapäivän teeman rajaus

Rakennusmääräykset. Mikko Roininen Uponor Suomi Oy

Rakennuskannan energiatehokkuuden kehittyminen

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

Vuoden 2012 energiamääräysten mukainen perinnetalo. Avanto arkkitehdit

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

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

60- ja 70-luvun kerrostalojen energiavirtoja

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

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

Rakentamismääräykset 2012

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

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

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

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

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

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

RAKENTAMINEN JA ENERGIATEHOKKUUS

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Uusien rakennusten energiamääräykset 2012 Valtioneuvoston tiedotustila

Kokonaisenergiatarkastelu energiamuotojen kertoimilla

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Asuinkerrostalojen energiaremontointi ja kustannusoptimaaliset päästövähennykset Janne Hirvonen Juha Jokisalo, Juhani Heljo, Risto Kosonen

ENERGIATODISTUS. KOy Tampereen keskustorni Tampellan esplanadi Uudisrakennusten. määräystaso 2012

Uudet energiatehokkuusmääräykset, E- luku

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

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

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

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

ENERGIATODISTUS JOENSUU. Suuret asuinrakennukset Rakennus

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

Markku J. Virtanen, Dr

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

2012 määräysten menetelmällä kustannusoptimaalisuuden kautta lähes nollaenergiarakentamiseen 2019/ Jarek Kurnitski

Energiatehokas koti - seminaari

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Lämmitysjärjestelmät

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

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

ENERGIATODISTUS. Rakennustunnus: Solisevankuja Espoo

ERILLINEN ENERGIATODISTUS

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Rakennuskannan ja rakennusten energiankäyttö. TkT Pekka Tuomaala

Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari

ENERGIATODISTUS. Rakennuksen ET-luku. ET-luokka

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

5/13 Ympäristöministeriön asetus

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

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

ENERGIATODISTUS. Rakennustunnus: Tuomirinne 4 ja Vantaa

Rakennus uusiutuvan energian tuottajana - ovatko rakennus- ja energiaalat valmiita haasteeseen?

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

Gasum Petri Nikkanen 1

ENERGIATODISTUS. HOAS 155 Majurinkulma 2 talo 1 Majurinkulma , Espoo. Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

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

ENERGIATODISTUS. Ainolankaari Jyväskylä D Muut asuinkerrostalot. Uudisrakennusten määräystaso 2012

ENERGIATODISTUS. Kiinteistö Oy Joukahaisentie 5, Talo 1 Joukahaisentie Porvoo. Kerrostalo. Uudisrakennusten määräystaso 2012

ENERGIATODISTUS. Rakennuksen ET-luku. ET-luokka

LUUKKU ja LANTTI NOLLAENERGIATALOKOKEILUJA AALTO-YLIOPISTOSSA

ENERGIATODISTUS. Rotisentie , VALKO. Uudisrakennusten määräystaso Rakennuksen laskennallinen kokonaisenergiankulutus (E-luku)

ENERGIATODISTUS. Everlahdentie Savonlinna. Uudisrakennusten. määräystaso 2012

Kokonaisenergiatarkastelu Uudet, heinäkuusta voimaan tulevat rakentamisen energiamääräykset D Jarek Kurnitski

YHTEENVETO RAKENNUKSEN ENERGIATEHOKKUUDESTA

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

Transkriptio:

Rakennusten energiatehokkuus ostoenergialla, primäärienergialla ja CO 2 -päästöillä mitattuna Jarek Kurnitski Dosentti, TkT TKK LVI-tekniikka TKK 13.11.2008 Swegon Air academy 1 Tampere

Muutoksen aika rakentamisen ohjauksessa Taustalla mm. Kioton sopimus, Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD), Energiapalveludirektiivi (ESD) EU:n energiansäästön toimenpideohjelma 20-20-20 20 % säästötavoite EU:n vuosittaisessa CO 2 päästöissä 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä Direktiiviehdotus jaosta 23.1.2008 Suomelle 16% säästövelvoite Uusiutuvien energialähteiden osuutta lisättävä EU-tasolla 20 %:iin v. 2020 Suomessa uusiutuvien osuutta pitää kasvattaa 28,5 % prosentista 38 %:iin Vapaavuoren/ympäristöministeriön linjaukset rakentamisen ohjauksesta: Rakentamismääräykset 2010 40% vaatimustason tiukentaminen luonnokset oli kommentoitavana kesällä Rakentamismääräykset 2012 Kokonais- ja primäärienergiatarkastelu ja energiamuotojen kertoimet Primäärienergiatarkastelun takia luovuttu sähkölämmitteisiä taloja koskevista lisävaatimuksista Työn alla esitys siitä, että liittyminen kaukolämpöverkkoon voitaisiin asemakaavassa tietyin rajauksin määrätä pakolliseksi

Lunnokset kesä 2008 0,09 0,7 2,5 (Vapaavuori, Asuntoforum 2008)

Rakentamismääräykset 2012 (Vapaavuori, Asuntoforum 2008)

Mihin energiaa käytetään? EU-25 rakennukset käyttävät 40,3 % primäärienergiasta ja siitä 63 %:a muodostuu asuinrakennusten energiankäytöstä (EC 2004) Käytön mukaan dominoi rakennusten lämmitys (70 %, sisältäen sähkölämmityksen) lämmin käyttövesi (14 %) ja kotitaloussähkö ja valaistus yhdessä 12 % (Suomessa lämmitys 65 % ja sähkö 35 %) (ENERDATA 2003) Primäärienergian kulutus Suomessa 2004: 312,5 TWh Liikenne; 16 % Rakennusten sähkö; 9 % Rakennusten lämmitys; 22 % Muut; 4 % Teollisuus; 49 %

Rakennusten ja rakentamisen osuus tarkemmin eriteltynä Liikenne; 16 % Muut; 5 % Rakennusten lämmitys ja sähkö; 39 % Maatalous, teollisuusprosessit, jätteet ym.; 15 % Rakennusten lämmitys ja sähkö; 30 % Liikenne; 16 % Muu teollisuus; 35 % Rakennustarvikkeiden valmistus ja rakentamisajan energia; 5 % Muu teollisuus; 35 % Rakennustarvikkeiden valmistus ja rakentamisajan energia; 5 % Primäärienergian kulutus Suomessa 2003: 308 TWh Kasvihuonekaasupäästöt 85,6 Mt CO 2 -ekvivalentteina

Asuin- ja palvelurakennusten hyötylämmitysenergian sekä huoneisto ja kiinteistösähkön ominaiskulutus (tilastointitavassa muutos 1995) Asuin- ja palvelurakennusten huoneisto ja kiinteistösähkön ominais-kulutuksen kehitys (tilastointitavassa muutos 1995) Lämmitys asuinrakennuksissa lähestyy tasoa 40 kwh/m 3 Sähkö asuinrakennuksissa 15 kwh/m 3 Sähkö liike- ja julkisissa rakennuksissa 25 kwh/m 3

Ostoenergia primäärienergia CO 2 -päästöt? Ostoenergia lämpöä ja sähköä ei voi laskea yhteen Uusiutumaton primäärienergia: 1 kwh:n myytävän energia tuottamiseksi tarvittava määrä energialähdettä Kokonaiskuva saadaan tarkastelemalla primäärienergiaa tai CO 2 päästöjä (ei ole täysin sama asia, mutta antaa hyvin samansuuntaisia tuloksia): Primäärienergiakertoimia: öljy ja kaasu 1,1 kaukolämpö 0,4 (Helen CHP) sähkö 2,2 (Helen CHP) puuperäiset 0,2 CO 2 päästökertoimet Kaukolämmön yhteistuotantoalueiden päästökerroin: 212 kgco 2 /MWh (2007, TKK LVI-tekniikka) 220 kgco 2 /MWh (2001, Suomen Kaukolämpö Sky ry) Sähkön yhteistuotanto 472 kgco 2 /MWh (2007, TKK) Suomen keskimääräinen sähkönhankinta 319 kgco 2 /MWh (2007, TKK LVI-tekniikka), (energiamenetelmällä 223 kgco 2 /MWh, marginaaliarvo 850 kgco2/mwh)

Koko energiaketju tarkasteluun ENERGIA Rakennus Primäärienergia ARVIOINTI Sähkö 10 kwh Öljy 10 kwh Hyötysuhde 40 % Jalostus ja kuljetus 25 kwh primäärienergiaa (Kerroin 2,5) 13 kwh primäärienergiaa (Kerroin 1,3) Helsingin Energia

Toiminnalliset tavoitearvot primäärienergian tai CO 2 -päästöjen pohjalta Rakentamisen ohjauksen suunta (käytössä Tanskassa, Sveitsissä, Itävallassa, Saksassa, Hollannissa ) Primäärienergian tai CO 2 -päästöjen kertoimet antavat käytännössä saman tuloksen, kysymys vain yksiköstä: xxx kwh/m 2 a jos käytetään kertoimia xxx kgco 2 /m 2 a jos esitetään päästöinä Oikeastaan ainoa tapa, jolloin markkinatalous hoitaa energiatehokkuuden kustannustehokkaasti kuntoon Vapaa kilpailu kaikkien ratkaisujen ja materiaalien välillä ilman rajoituksia 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Kevyt poltttoöljy Maakaasu Primäärienergiakertoimia Kivihiili Kaukolämpö, Helsinki (CHP) Sähkö (lauhdevoima, 40%) Lähteet Primäärienergia (uusiutumaton): www.ecoheatcool.org, kaukolämpö Helsingin energia, (kaikissa välillinen energiankäyttö huomioitu), myös EN 15603, EN 15316

Energiamuotojen kertoimet laskettuna CO 2 -päästöistä öljyn suhteessa 3.5 (kgco2/mwh)/(kgco2/mwh-öljy) (kgco2/mwh)/(kgco2/mwh-öljy) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 Energiamuodon kerroin, - 0.0 Kevyt poltttoöljy Maakaasu Kivihiili Turve Puu ja pelletti Kaukolämpö CHP Sähkö, kivihiili (40%) Sähkö, yhteistuotanto Sähkö, ydinv. ja vesiv. Sähkö, keskimäärin Lähteet CO 2 -päästöt: Tilastokeskus (ei huomioida polttoaineen tuotannon, raaka-aineen hankinnan ja kuljetuksen välillisiä CO 2 -päästöjä) TKK LVI-tekniikka ja Energiateollisuus

Energiatodistus: talotekniikan vaikutus virallisesti laskettuun ja todelliseen energiatehokkuuteen 2-kerroksinen kompakti pientalo 145 m 2 D5:n ja energiatodistuksen asetuksen mukaisesti laskettuna Laskentatapaus U-arvo, ulkoseinät LTO hyötysuhde ET-luku, Ostoenergia, kwh/br.m 2,a ET-luokka - kwh/br.m 2,a CO 2 -päästöt, kgco 2 /br.m 2,a Perustapaus suoralla sähkölämmityksellä 0.24 60 181 C 176 70 Perustapaus maalämpöpumpulla 0.24 60 187 C 106 42 Sähkölämm., parannettu n 50, LTO ja U-arvot 0.19 80 146 A 140 56 Maalämpö, parannettu n 50, LTO ja U-arvot 0.19 80 153 B 89 36 Nykyinen virallinen energiatehokkuustarkastelu johtaa päästöjen kasvuun kun lämmitystapaa ja primäärienergian käyttöä ei oteta huomioon (TKK, LVI-tekniikka 2008)

Esimerkki primäärienergiasta: RET-mallitoimistorakennus Viisi kerrosta Huoneistoala 5*880 = 4400 htm 2 Bruttoala 5*916 = 4579 brm 2 Laskennan tavoitteena määrittää energiatehokkuusluku rakennuslupavaiheessa

Esimerkki: RET-mallitoimistorakennus Jäähdytys Muu sähkö 3 % 19 % Ilmanvaihdon lämmitys 17 % Käyttöveden lämmitys 5 % Muu sähkö 30 % Jäähdytys 5 % Ilmanvaihdon lämmitys 5 % Käyttöveden lämmitys 2 % Tilojen lämmitys 7 % Puhaltimet 18 % Valaistus 21 % Tilojen lämmitys 23 % Puhaltimet 12 % Valaistus 33 % Ostoenergian kulutus 123 kwh/(brm 2 a) (TKK, LVI-tekniikka 2008) Primäärienergian kulutus 170 kwh/(brm 2 a) (kaukolämpö 0,44 ja sähkö 2,17) Primäärienergian kertoimet: Helsingin energia

Löysät pois MW Asuinrakennukset: Pientaloissa (51 % rakennusten lämmityksestä) korostuvat johtumishäviöt ja erityisesti lämmitystavan merkitys (sähkölämmitys vs. maalämpöpumppu 3:1) Suomessa on 0,7 miljoona väärin lämmitettyä pientaloa 500 000 suora sähkö 200 000 vesikiertoinen sähkö 300 000 öljy 100 000 biopolttoaine/kaukolämpö/lämpöpumput

Pientalojen energiankäytön rakenne Lämpenevätkö tulevaisuuden rakennukset hiustenkuivaimilla? Kaksi laskentaesimerkkiä: 2-krs kompakti pientalo 1-krs Vanhasen mallin mukainen talo Normaalista rakentamiskäytännöstä passiivitalo- ja nollaenergiatasoon asti

145 m 2 2-krs omakotitalo Helsingissä NORMAALITALO PASSIIVITALO Lämmönjako sähköpatterit tai vesikiertoinen lattialämmitys 1 LTO % 60/80 80 Jälkilämmityspatteri sähkö/vesi 1 sähkö 2 /vesi 1 IV-kerroin, 1/h 0.5 0.5 US W/m 2 K 0.21 (200mm) 0.07 (550mm) AP W/m 2 K 0.16 0.08 YP W/m 2 K 0.11 0.06 IKK W/m 2 K 1.0 0.6 OVI W/m 2 K 1.1 0.4 Ilmanpitävyys n 50,1/h 2.0/0.6 0.6 1 Käytetään maalämpöpumppua (COP = 3.5) 2 Etulämmityspatteri varustettu maalämmönsiirtimellä

Tehontarve (-26 C) W/m², normaalitalo 1. krs: 2. krs: 21 37 52 39 48 27 45 46

Tehontarve (-26 C) W/m², passiivitalo 1. krs: 2. krs: 9 21 22 29 14 26 27

Energiankäyttö (Hki-Vantaa 2001 sää) 160 140 120 134 Ostoenergia 100 80 60 40 61 55 86 47 20 0 Sähkölämmitys Maalämpö Maalämpö Sähkölämmitys Maalämpö Normaalitalo Normaalitalo (n 50 =0.6 + LTO=0.8) Passiivitalo

Ostoenergian (kaikki sähköenergiaa) erittely Normaalitalo, kwh/m²,a Passiivitalo, kwh/m²,a Sähkölämmitys Maalämpö Maalämpö Sähkölämmitys Maalämpö (n50=0.6, LTO = 0.8) Tilojen lämmitys 56.0 16.3 14.6 19.9 5.8 Ilmanvaihdon lämmitys 10.3 3.1 0.9 0.0 1.0 Puhaltimet 6.5 6.6 4.6 4.9 4.7 Kotitaloussähkö 17.8 17.8 17.8 17.8 17.8 Valaistus 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 Lämmin käyttövesi 36.8 10.5 10.5 36.8 10.5 Ostoenergia yht 134.2 61.1 55.2 86.2 46.6 Parhaasta tapauksesta (46,6 kwh/m 2 a) saadaan nollaenergiatalo, jos katolle lisätään n. 40 m 2 aurinkopaneelia ja 55 kwh/m 2 a tapaukselle tarvitaan n. 50 m 2 aurinkopaneelia (yksinkertaisimman, vuositason nollaenergiatalon määritelmän mukaan)

164 m 2 1-kerroksinen omakotitalo NORMAALITALO PASSIIVITALO LTO % 60 80 Jälkilämmityspatteri sähkö sähkö/vesi US W/m 2 K 0,21 0,10 AP W/m 2 K 0,21 0,10 YP W/m 2 K 0,09 0,08 IKK W/m 2 K 1,2 0,7 OVI W/m 2 K 1,4 0,6 0,8 Ilmanpitävyys n 50 1/h 2,0 0,6 Sähkölämmitys tai maalämpö Sähkön primäärienergiakerroin 2,5

Tehontarve (-26 C) W/m 2, normaalitalo 35 52 38 17 30 31 53 40 + lattialämmityksen lisälämpöhäviö 4...5 W/m 2

Tehontarve (-26 C) W/m 2, passiivitalo 21 32 23 10 18 18 31 24 + lattialämmityksen lisälämpöhäviö 3 W/m 2

Energiankäyttö (Helsinki testivuosi) 500 400 416 Ostoenergia Primäärienergia kwh/(m 2 a) 300 200 100 166 84 209 107 267 55 136 0 Sähkölämmitys Maalämpö Sähkölämmitys Maalämpö Normaalitalo Passiivitalo

Ostoenergian (kaikki sähköenergiaa) erittely Normaalitalo, kwh/(m 2 a) Passiivitalo, kwh/(m 2 a) Sähkölämmitys Maalämpö Sähkölämmitys Maalämpö Tilojen lämmitys 90.1 25.7 39.4 11.2 Ilmanvaihdon lämmitys 16.4 16.4 8.1 2.3 Jäähdytys 1.8 1.8 3.5 3.5 Puhaltimet 7.2 7.2 5.0 5.0 Kotitaloussähkö 18.1 18.1 18.1 18.1 Valaistus 7.0 7.0 7.0 7.0 Lämmin käyttövesi 25.8 7.4 25.8 7.4 Ostonergia 166 84 107 55 Primäärienergia 416 209 267 136

Pientalojen johtopäätökset Passiivitalon tilojen lämmitysenergian tarve lasketussa tapauksessa vain 36 44% normaalitalon tarpeesta, mutta tehontarve jopa 55 61% (27 vs. 44 W/m 2 lattialämmitys 1-krs) lämmitysjärjestelmän kannalta siis suhteellisesti pienempi ero Passiivitalot ilman lämmitysjärjestelmää tuhlailevat energiaa enemmän ostoenergiaa kuin nykykäytännön mukaisissa maalämpötaloissa Tilojen ylilämpenemiseen kiinnitettävä huomiota (lasketussa tapauksessa jäähdytystarve 30-50 W/m 2, kuitenkin alle 5 kwh/m 2 a ostoenergiaa)

Kerrostalojen talotekniikka Kerrostaloissa (21 % rakennusten lämmityksestä) korostuu sähkönkulutuksen merkitys, mutta myös lämpimän käyttöveden lämmitys, parantamismahdollisuuksia: Sähköiset märkätilalämmitykset (ns. mukavuuslattialämmitykset/27 C, jotka ovat aina päällä lämmittäen jopa 1/2 huoneistojen lämmöntarpeesta) Sähköiset ilmanvaihdon jälkilämmitykset Kodinkoneet Puhaltimet Valaistus Ratkaisuna mm. kaukolämmön tehokas käyttö (primäärienergian kerroin n. 0,5) Sähköisen mukavuuslämmityksen korvaamisen vesikiertoisella, esim. 45/35 C yhdistelmälämmitysjärjestelmällä, jossa sama vesi pattereissa ja lattiassa

Uuden kerrostalon energiankäytön jakauma kwh/(m 2 a) % Käyttöveden lämmitys 37.0 28 Asuinhuoneiden lämmitys 16.6 13 Märkätilojen lämmitys 16.2 12 Ilmanvaihdon lämmitys 14.6 11 Puhallinsähkö 7.5 6 Kotitaloussähkö 40.4 31 Ostoenergia yhteensä 132 100

Lämmitysjärjestelmien energiankäyttö uudessa keskivertokerrostalossa Huoneistojen lämmitysenergia (tilojen lämmitys + ilmanvaihto) ja primäärienergia Märkätilat Huoneet Ilmanvaihto Yhteensä Primäärien. Vakio Järjestelmä kwh/m 2 a kwh/m 2 a kwh/m 2 a kwh/m 2 a kwh/m 2 a Patterit+sähkökaapeli 16 17 15 47 85 Lattialämmitys (ilma) 20 13 14 48 24 Lattialämmitys (pinta) 17 23 13 53 27 Yhdistelmälämmitys 19 16 14 49 24 Vesikiertoinen lämmitysjärjestelmä puolittaa primäärienergiankäytön tilojen lämmityksen osalta. Lisäämällä iv-jälkilämmitys vesipatterilla, primäärienergiankäyttö tippuu kolmasosaan.

Three flats in a third floor of a four storey apartment building: - External wall U-value = 0.25 W/m 2 K. - Building tightness: n 50 = 1/h. Realtive value, - 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 people lighting equipment 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Day- hours - Air handling unit for each flat: supply and exhaust fans. - Exhaust air heat recovery (efficiency = 0.6). - Hourly test weather file for Helsinki-1979.

45/35 C yhdistelmälämmitysjärjestelmä District Heating Water in 70-115 o C TE Outdoor Temp TC TE Domestic Hot water at 55 o C TC TE Max supply temp = 45 o C DHW HEX Radiator Circuit COMBINED LOW TEMP WATER HEATING SYSTEM FCV-2 FCV-1 AHU heating coil DHW Prerheater Floor Heating Circuit Room exhaust air City water 5 o C Air to room Outdoor air Exhaust air heat recovery

70 Supply temperature to the heating systems: Dependence on outdoor air temperature Supply water temp., oc 65 60 55 50 45 40 35 30 (-26, 70) (-26, 45) (-26, 40) Conventional Water Radiator Combined Low Temp All Floor Heating (21, 30) 25 20 (21, 21) -30-20 -10 0 10 20 30 Outdoor air temp., oc

Huonelämpötilan dynamiikka kevätpäivänä 23 Solar rad. Solar rad. Radiator Floor 12 10 Outdoor temperature 2000 Direct beam radiation Diffuse radiation 1800 22.5 8 1600 Air temperature, C 22 21.5 Outdoor temperature, C 6 1400 4 1200 2 1000 0 800 1824 1848 1872-2 600 Solar radiation W/m 2 21-4 400 20.5 Internal heat gains 1824 1848 1872 Time, h Internal heat gains -6-8 Time, h 200 0

Pystysuora lämpötilajakauma huoneessa 2.5 Floor Heating Outdoor air temp. -10 o C 2.1 m from window Radiator Heating 2.5 Floor Heating Outdoor air temp. -10 o C 0.55 m from window Radiator Heating W W Elevation, m 2 1.5 1 I N D O W Average room temperature 21.4 o C radiator 21.4 o C floor Elevation, m 2 1.5 1 I N D O W Average room temperature 21.6 o C radiator 21.1 o C floor 0.5 R A D I A T O R 0.5 R A D I A T O R 0 20.5 21 21.5 22 Room temperature, o C 0 20.5 21 21.5 22 Room temperature, o C Patterilämmityksessä ikkunan edessä 0,5 C korkeampi lämpötila Lattialämmityksessä lattian lämpötila korkeampi Lattialämmityksessä suurempi lämpötilavaihtelu, ei kuitenkaan merkitystä lämpöviihtyisyyden kannalta (Hasan ja Kurnitski 2007)

Ilmalämmitysvertailu (Blomqvist 2008) Suurempi lämpötilagradientti, merkittävä ilman nopeus (käytännössä vetovalituksia) Ilmeinen laatutasoero verrattuna patteri- tai lattialämmitykseen

Example, saving heat but using more primary energy IN THE BUILDING Before After District Heating Energy 100 70 Additional Electricity - 10 Energy 100 80 District Heating Energy 100 Electricity to a Heat Pump 10 District Heating Energy 70

Additional electricity is met the production that is needed for increased demand PEF (Primary Energy Factor) is the ratio between the energy end use in a building (heat, electricity, cooling, fuel) and primary energy supply THE ENERGY CHAIN Before After District Heating Energy 100 70 -PRF 0,4 0,4 Additional Electricity - 10 -PRF - 2,5 Primary Energy 40 53

CO 2 emission consequences of energy measures in buildings Björn Rolfsman, 2001 Norrköpingin kaukolämmitetyn kerrostalon energiansäästötoimenpiteiden (lisälämmöneristäminen, ikkunoiden vaihto ja maalämpöpumppu) vaikutus

Kerrostalojen johtopäätökset Kaukolämmityksessä lämmitysenergian säästö nykyisestä tasosta ei ole perusteltua voi jopa lisätä CO 2 - päästöjä Sähkölämmitysten korvaaminen vesikiertoisella (märkätilat + iv) Lämmitysenergiatarpeessa LKV yhtä suuri kuin tilat+märkätilat+iv yhteensä Matalalämpötilajärjestelmät tulevaisuutta (pienemmät häviöt, parempi säädettävyys), esim. esitetty yhdistelmälämmitys Fysiologinen näyttö: viileä ilma ja lämpimät pinnat terveellisiä (Vapaavuori, Asuntoforum 2008)

Toimitilat ja julkiset rakennukset Energiatehokkuudessa korostuu laitteiden sähkönkulutus, mutta myös valaistus ja ilmanvaihdon puhaltimet merkittäviä kulutuseriä Lämmityksen osuus vähäinen erityisesti yhdistetyn lämmön ja sähkön tuotannon tapauksessa Jäähdytyksen osuus pieni Lasijulkisivuilla saadaan lämmityksen ja jäähdytyksen osuus näissäkin rakennuksissa korostumaan Parantamisen keinoja: Tarpeenmukainen iv ja matalapainejärjestelmät Lasitusten järkevä käyttö Rakennuksen optimointi (mm. talotekniikan integrointi, massan hyödyntäminen, energian varastointi, tehon leikkaus, ennakoiva säätö)

Energiankulutus (kwh/htm2,a) 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1-0 1-C 1-0-R 1-C-R 3-0 3-C Vaihtoehto Sähköenergia, toimistolaitteet Sähköenergia, valaistus Sähköenergia, pumput Sähköenergia, muut jäähdytysjärjestelmän laitteet Sähköenergia, vedenjäähdytyskone Sähköenergia, puhaltimet Lämmitysenergia, lämmin käyttövesi Lämmitysenergia, tuloilman lämmitys Lämmitysenergia, tilojen lämmitys Tuloilman lämmitys 25 % Lämmin käyttövesi 16 % Tilojen lämmitys 59 % Toimistolaitteet 27 % Valaistus 39 % Puhaltimet 22 % Vedenjäähdytyskone 7 % Liuosjäähdytin 1 % Pumput 1 % Jäähdytyspumput 3 %

Energiatehokkuustoimenpiteitä Matalalämpötila lämmitys- ja jäähdytysratkaisut Massan hyödyntäminen ja varastointi: rakenteisiin integroidut järjestelmät (TABS) kallio- ja faasimuutosvarastot yöjäähdytys tehon leikkaus Porareikäjäähdytys + lämpöpumppulämmitys Tarpeenmukainen ilmanvaihto, matalapainejärjestelmät Energian kierrätys Lämmitys jäähdytyksen paluuvedellä Jäähdytys ulkoilmalla Hukkalämmön hyödyntäminen Ennakoiva säätö

Akershus hospital Technical solution Heat- and cooling central: Heat pumps and oil/electrical boilers Energy storage: 400 drilled holes in the ground (rock), 150 m deep Winter mode: Heat pump taking heat from storage, cooling it down Summer mode: Heat pump utilising the cold storage for cooling, warming up the storage with the hot side of the heat pump Capacity 7 MW cooling 12 MW heating

Liike- ja julkiset rakennukset, johtopäätökset Tavoitelähtöisyyden korostuminen suunnittelun lähtökohtana Kokonaisuuden optimointi voidaan tehdä monella tavalla Vesikiertoiset järjestelmät, massan hyödyntäminen, rakenteisiin integrointi Pieni lämmitystarve, säästöpotentiaalit sähkön käytössä Kaukolämpö ja kaukojäähdytys Kalliolämpö ja jäähdytys kaukolämpöalueiden ulkopuolella