talteka | - loppuraportti · uusiutuvan energian käytön edistämisdirektiivi (res) edellyttää,...

Lähes nollaenergiarakennuksen käsitteet, tavoitteet ja suuntaviivat kansallisella tasolla

LOPPURAPORTTI HANKKEEN SISÄLTÖ JA TULOKSET

31.3.2015

Granlund Oy / Erja Reinikainen, Lassi Loisa, Anni Tyni

F InZE B LOPPURAPORTTI 2

Sisältö

1 Esipuhe ...................................................................................................................................................... 5 1.1 Osapuolet ........................................................................................................................................ 5

1.2 Raportit ............................................................................................................................................ 7

2 Hankkeen tavoitteet .................................................................................................................................. 8 3 Tausta ........................................................................................................................................................ 9

3.1 Direktiivit ......................................................................................................................................... 9

3.1.1 Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD) ............................................................... 9

3.1.2 Uusiutuvan energian käytön edistämisdirektiivi (RES) ....................................................... 9

3.1.3 Energiatehokkuusdirektiivi (EED) ....................................................................................... 9

3.2 Tulokulmia kansalliseen nzeb-määrittelyyn .................................................................................... 9

3.2.1 Vallitsevat olosuhteet ja käytännöt .................................................................................... 9

3.2.2 Terveellisyys ja turvallisuus .............................................................................................. 10

3.2.3 Laadukas rakentaminen .................................................................................................... 10

3.2.4 Kustannustehokkuus ........................................................................................................ 10

3.2.5 Nykyiset rakentamismääräykset ....................................................................................... 11

3.2.6 Markkinaehtoinen toiminta .............................................................................................. 11

3.2.7 Säädösvalmistelun aikataulu ............................................................................................ 12

3.2.8 Laajempi rakentamismääräysten uudistaminen .............................................................. 12

3.2.9 Energiatuotanto ja -markkina ........................................................................................... 12

4 Menetelmäkuvaus ................................................................................................................................... 14 4.1 Laskennan valmistelu .................................................................................................................... 14

4.1.1 Laskentakohteet ............................................................................................................... 14

4.1.2 Laskentaperiaatteiden määrittely .................................................................................... 15

4.1.3 Laskentatyökalut ............................................................................................................... 16

4.1.4 Laskentasäännöt ............................................................................................................... 16

4.1.5 Energiaa säästävien toimien vaikutusten laskenta tyyppirakennuksissa ......................... 17

4.2 Uusiutuvan energian tuotanto esimerkkirakennuksissa ............................................................... 18

4.3 Energiansäästötoimien elinkaarikustannusten laskenta ............................................................... 19

4.3.1 Laskennan perusoletukset ................................................................................................ 19

4.3.2 Yksittäisten toimenpiteiden elinkaarikustannukset ......................................................... 20

4.4 Elinkaariedulliset toimenpidepaketit ............................................................................................ 21

4.4.1 Energiaa säästävien toimenpiteiden paketit .................................................................... 21

4.4.2 Yhdistelmien energia- ja elinkaarikustannustarkastelut .................................................. 21

4.5 Kustannusoptimaalisuuden tarkastelu .......................................................................................... 22

FInZE B LOPPURAPORTTI 3

4.6 Lämmitysmuototarkastelut ........................................................................................................... 22

5 Tulokset ................................................................................................................................................... 25 5.1 Ehdotukset nZEB-E-luvuiksi ........................................................................................................... 25

5.2 Lähes nollaenergiarakennuksen ominaisuudet ............................................................................. 28

5.3 Taserajat ........................................................................................................................................ 31

5.3.1 Lähellä tuotettu energia ................................................................................................... 31

5.3.2 Energian ulosmyynti ......................................................................................................... 32

5.3.3 Energiavirtojen kierrätys .................................................................................................. 32

6 Erityistarkastelut ...................................................................................................................................... 34 6.1 Rakennusfysiikka ........................................................................................................................... 34

6.2 Sisäolosuhteet ............................................................................................................................... 34

6.2.1 Sisälämpötilojen hallinta kesäaikana ................................................................................ 34

6.2.2 Tarpeenmukainen ilmanvaihto ......................................................................................... 36

6.2.3 Valaistus ............................................................................................................................ 36

7 nZEB-vaatimusten vaikutuksia toimintakentässä .................................................................................... 38 7.1 Päästövaikutukset ......................................................................................................................... 38

7.2 Osaamisen lisäämistarpeet ........................................................................................................... 38

7.3 Energiamarkkina ............................................................................................................................ 39

7.4 Kaupunkisuunnittelu ..................................................................................................................... 40

7.5 Rakennusvalvonta ......................................................................................................................... 40

7.6 Teknologiateollisuus ...................................................................................................................... 41

7.7 Rakennushankkeen osapuolet....................................................................................................... 41

7.7.1 Rakennuttaminen ............................................................................................................. 41

7.7.2 Suunnittelu ....................................................................................................................... 41

7.7.3 Rakentaminen ................................................................................................................... 42

7.7.4 Käyttö ja ylläpito ............................................................................................................... 42

8 Johtopäätökset ........................................................................................................................................ 43 8.1 Tulokulmia säädösvalmisteluun .................................................................................................... 43

8.2 Terminologia ja viestintä ............................................................................................................... 43

8.3 Lähes nollaenergiarakennusten ominaisuuksien todentaminen .................................................. 44

8.4 Ehdotettujen nZEB-E-lukujen haasteellisuus ................................................................................. 44

8.5 Paikalla tuotettu uusiutuva energia .............................................................................................. 45

8.6 Kustannusoptimaalisuus ................................................................................................................ 45

LIITE 1 FInZEB-hankkeen ehdotukset nZEB-E-luvuiksi rakennustyypeittäin


1 Esipuhe FInZEB-hanke käynnistettiin määrittelemään lähes nollaenergiarakentamisen käsitteet, tavoit-teet ja suuntaviivat kansallisella tasolla. Hankkeessa tuotettiin pohjatietoa tulevalle lähes nol-laenergiarakentamista käsittelevälle säädösvalmistelulle.

Rakennusteollisuus RT ry:n, Talotekniikkateollisuus ry:n ja Ympäristöministeriön koordinoiman FInZEB-hankkeen tavoitteena on määritellä Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin (EPBD) edellyttämän lähes nollaenergiarakennuksen (nZEB) käsitteet, tavoitteet ja suuntaviivat kansal-lisella tasolla. Koska EPBD jättää suuren tulkintavaran kiinteistö- ja rakentamisalalle keskeiseen kansalliseen lainsäädäntöön katsottiin tarpeelliseksi koota mahdollisimman laaja-alainen nä-kemys tulkinnoista ja määrityksistä.

Hankkeen lähtökohtina on ollut viestinnän avoimuus ja laaja osallistaminen. Neljässä teemoite-tussa työpajassa sekä Finlandia-talon tulosseminaarissa on ollut useita satoja osallistujia alan eri sektoreilta.

Hankkeessa toteutetut laskennat ja selvitykset on teetetty alan johtavilla konsulteilla ja asian-tuntijoilla. Hankkeen laskentatulokset ja niihin liittyvät lähtötiedot on koottu finzeb.fi-sivustolle, jotta eri tahot voivat vertailla tuloksia omiin näkemyksiinsä.

Hankkeen tulokset, selvitykset ja niiden pohjalta laaditut ehdotukset luovutetaan Ympäristö-ministeriölle pohjatiedoksi tulevalle lähes nollaenergiarakentamista käsittelevälle säädösval-mistelulle.

FInZEB-hanke käynnistyi syksyllä 2013 ja päättyy 31. maaliskuuta 2015.

Helsingissä 30.3.2015

Juha Luhanka Ilkka Salo Pekka Kalliomäki

Rakennusteollisuus RT ry Talotekniikkateollisuus ry Ympäristöministeriö

1.1 Osapuolet Hankkeen käynnistäjinä ja koordinoijina olivat Rakennusteollisuus RT ry, Talotekniikkateollisuus ry ja ympäristöministeriö.

Hankkeen päärahoittajat olivat

• Rakennustuotteiden Laatu Säätiö • TRT rahasto • ympäristöministeriö • Granlund Oy (oma työ)

Hankkeelle nimettiin ohjausryhmä, johon haettiin monipuolinen näkemys kiinteistö- ja raken-tamisalaan.


Hankkeen ohjausryhmän jäsenet

Ilkka Salo Talotekniikkateollisuus ry (puheenjohtaja) Jani Kemppainen Talonrakennusteollisuus ry (koordinaattori) Jarek Kurnitski Aalto-yliopisto / Tallinnan yliopisto Matti Rae Ensto Pekka Metsi Granlund Oy Erja Reinikainen Granlund Oy Ilari Aho Green Building Council Finland Jukka Forsman / Ulla Soitinaho Helsingin kaupunki Jan-Erik Järventie / Kimmo Rautiainen Pientaloteollisuus PTT ry Juha Luhanka Rakennusteollisuus RT ry Ari Ilomäki Rakennustuoteteollisuus RTT ry Olavi Tikka / Jouko Turto RAKLI ry Esa Eklund Talonrakennusteollisuus ry Pirkko Harsia TAMK / Sähköinen talotekniikka Pekka Kalliomäki ympäristöministeriö Maarit Haakana ympäristöministeriö Ohjausryhmän asiantuntijajäsenet

Mika Vuolle Equa Simulation Finland Oy Juha Salmi Suomen Asuntotietokeskus Oy (hankkeen viestintä) Petri Pylsy Suomen Kiinteistöliitto ry Ohjausryhmän sihteeri

Jenni Tuomola Rakennustuoteteollisuus RTT ry Hankkeessa toimi päävastuullisena konsulttina Granlund Oy. Lisäksi hankittiin eri osa-alueiden tehtävän suorittajia erillisillä toimeksiannoilla.

Hankkeen toteuttavina konsultteina toimivat

• Granlund Oy (taustaselvitykset, laskentatarkastelut, kustannustarkastelut, loppura-portti, ym.): Erja Reinikainen, Lassi Loisa, Anni Tyni ja joukko muita henkilöitä

• Optiplan Oy (kustannustarkastelut): Teemu Salonen ja Joonas Ryynänen • Insinööritoimisto Vesitaito Oy (pientalojen tarkastelut): Heikki Virkkunen ja Alma Koivu

Hankkeen aikana toteutettiin neljä työpajaa, joihin kutsuttiin laaja asiantuntijajoukko tuomaan näkemyksiään ja ”sparraamaan” tehtyä selvitystyötä. Lisäksi pienempi asiantuntijajoukko ko-koontui konsulttien kanssa keskustelemaan teknisistä ja laskennallisista seikoista.

Asiantuntijoina ja työn kommentoijina toimivat

• Jarek Kurnitski, Aalto-yliopisto / Tallinnan yliopisto • Mika Vuolle, Equa Simulation Finland Oy • Piia Sormunen, Metropolia Ammattikorkeakoulu • Maria Penttilä, Ensto

Hankkeen aikana perustettiin myös valaistukseen liittyviä näkökulmia ja ehdotuksia käsitellyt työryhmä, jonka koollekutsujana ja puheenjohtajana toimi Matti Rae / Ensto. Ryhmässä oli laa-


ja edustus valaistuksen asiantuntijoita. Työryhmän aineiston raportiksi kokosi Kari Kallioharju / TAMK.

Taserajatarkastelun työryhmän vetäjänä toimi Jarek Kurnitski / Aalto-yliopisto. Ryhmässä oli edustus Granlundilta, Talotekniikkateollisuudesta ja Rakennusteollisuus RT:sta. Ryhmä työsti näkemyksen mm. lähellä tuotetun (near by) energian määrityksestä. Asiantuntijakommentit saatiin lisäksi Mika Vuolteelta / Equa Simulation Finland Oy. Määritelmät ovat täsmentyneet ohjausryhmän kommenttien perusteella.

1.2 Raportit

Tämän FInZEB-hankkeen Loppuraportin lisäksi hankkeessa on laadittu useita teknisiä raportte-ja, jotka julkaistaan hankkeen www-sivuilla osana Taustaraporttia.

Taustaraportti koostuu seuraavista osaraporteista:

1 Kustannuslaskenta – asuinkerrostalo ja toimisto Optiplan Oy

2 Pientalojen kustannuslaskenta ja E-luku Insinööritoimisto Vesitaito Oy

3 Kustannuslaskenta – koulut ja päiväkodit Granlund Oy

4 Energiaa säästävät tekniset ratkaisut Granlund Oy

5 Laskentasäännöt Granlund Oy

6 Aurinkosähkötarkastelut Granlund Oy

7 Tulevaisuuden sää ja sisälämpötilatarkastelut Granlund Oy

8 Pilottikohteiden kokemuksia Granlund Oy

9 Energiantuotantoketjut-aineistoselvitys Granlund Oy

10 Valaistuksen laadullisten tekijöiden ja energialaskennan määrittely FInZEB-hankkeelle

Tampereen ammattikorkeakoulu


2 Hankkeen tavoitteet FInZEB-hankkeessa oli tavoitteena luoda kansalliset tulkinnat rakennusten energiatehokkuusdi-rektiivin (EPBD) lähes nollaenergiarakentamista koskeviin määritelmiin ja tuottaa kiinteistö- ja rakennusalan yhteinen näkemys vuonna 2015 käynnistyvän energiatehokkuuden säädösvalmis-telun pohjaksi. Hankkeen tavoitteena oli selvittää, kuinka kansalliset vaatimukset tulisi asettaa riittävän haasteellisesti, mutta kustannustehokkaasti direktiivien täyttämiseksi, rakenteiden turvallisuus ja hyvät sisäolosuhteet huomioiden.

FInZEB-hankkeessa selvitettiin laskennallisten tarkastelujen avulla energiansäästövaikutuksil-taan ja kustannuksiltaan toteutuskelpoisia ratkaisukokonaisuuksia, jotka toimivat lähtökohtina ja vertailuaineistona määriteltäessä kansallisia nZEB-vaatimuksia. Hankkeessa huomioitiin kan-salliset erityispiirteet, vallitseva rakentamiskäytäntö ja energiatehokkuuden tarkasteluperiaat-teet sekä muut asiaan liittyvät direktiivit ja määräykset.

Hankkeen tuloksille oli tavoitteena saada mahdollisimman laaja konsensus aktiivisella avoimel-la viestinnällä ja osallistavalla työskentelyllä (ohjausryhmä ja työpajat). Hankkeen erityistavoit-teena oli toimia aloitteentekijänä, tiedonkerääjänä ja aineiston valmistelijana ja koota alan asi-antuntijoita mukaan työpajoihin.

Tavoitteena siis oli luoda yhtenäinen näkemys lähes nollaenergiarakentamiseen liittyvistä kan-sallisesti sopivista ratkaisuista ja raja-arvoista, mutta teknologiat ja toimintamallit tavoitteiden saavuttamiseksi jätetään eri toimijoiden kehitettäväksi ja toteutettavaksi.

Hanke on hyödyntänyt jo tehtyä tutkimustyötä ja pilotointia ja verkottunut valittujen, käynnis-sä olevien hankkeiden kanssa.

FInZEB-hankkeessa toteutettuja tehtäviä kuvataan alla olevassa kaaviossa.

Kuva 1 FInZEB-hankkeen osatehtäviä.

Tausta-aineiston kokoaminen

Energian-tuotantoketjut -

selvitys

Laskenta-sääntöjen pohdinta

Teknologia-kehityksen

arviointi

Energiaa säästävien

toimien määrittely

Tyyppi-rakennusten

energialaskenta

Elinkaari-kustannus-tarkastelut

Kustannus-optimaalisuus-

tarkastelut

Energiamuoto-tarkastelut

Workshopit (4 kpl) Ohjausryhmä Valaistusryhmä

Pilottien kokemukset

Ehdotukset nZEB-E-luvuista

Taserajan määrittely

nZEB-rakennuksenominaisuudet


3 Tausta 3.1 Direktiivit

3.1.1 Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD)

Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD) edellyttää, että kaikki uudet viranomaisten käytössä ja omistuksessa olevat rakennukset ovat 31.12.2018 jälkeen lähes nollaenergiaraken-nuksia sekä 31.12.2020 jälkeen kaikki uudet rakennukset täyttävät tämän vaatimuksen.

Tapa, jolla direktiivi kuvaa ”lähes nollaenergiarakennusta”, jättää melko suuren tulkintavaran kansalliseen määrittelyyn

• rakennuksella tulee olla erittäin korkea energiatehokkuus, • lähes olematon tai erittäin vähäinen energiamäärä olisi hyvin laajalti katettavissa uu-

siutuvista lähteistä olevalla energialla, • mukaan lukien paikan päällä tai rakennuksen lähellä tuotettava uusiutuvista lähteistä

peräisin oleva energia.

3.1.2 Uusiutuvan energian käytön edistämisdirektiivi (RES)

Uusiutuvan energian käytön edistämisdirektiivi (RES) edellyttää, että jäsenvaltioiden on 31.12.2014 mennessä rakennussäännöksissään ja -määräyksissään tai muulla tavalla vastaavin vaikutuksin tarvittaessa edellytettävä uusiutuvista lähteistä peräisin olevan energian vähim-mäistasoa uusissa ja perusteellisesti kunnostettavissa olemassa olevissa rakennuksissa. Jäsen-valtioiden on sallittava mainittujen vähimmäistasojen saavuttaminen muun muassa kauko-lämmöllä ja -jäähdytyksellä, joka tuotetaan käyttämällä merkittävää uusiutuvien energialähtei-den määrää.

3.1.3 Energiatehokkuusdirektiivi (EED)

Energiatehokkuusdirektiivi (EED) edellyttää yleisemmin mm. pitkän aikavälin strategiaa raken-nusten energiatehokkuuden parantamiseen koskien erityisesti rakennusten peruskorjausta. Di-rektiivin edellytyksistä tullee heijastuksia myös uudisrakentamiseen, joita voivat olla mm. jul-kisten hankintojen tekeminen, kun on kyse julkisen rakennuksen korjaamisesta, energiakulu-tuksen mittaamisesta, energiatehokkuudesta tiedottamista tai vaikka rakennusten energiakat-selmuksista.

3.2 Tulokulmia kansalliseen nzeb-määrittelyyn

3.2.1 Vallitsevat olosuhteet ja käytännöt

Suomen sijainti pohjoisilla leveysasteilla vaikuttaa sekä rakentamiseen ja rakennusten energi-ankäyttöön, mikä tulisi huomioida vertailtaessa rakennusten energian ominaiskulutuksia ja ra-kentamisen kustannuksia muiden maiden lukuihin. Hyvien sisäolosuhteiden ylläpitämiseksi energiaa kuluu kylmän ja pimeän talvikauden aikana enemmän kuin useimmissa muissa Euroo-pan maissa ja toisaalta kesän hellejaksot voivat olla samanlaisia kuin etelämpänä sijaitsevissa maissa.


Energiatehokkuutta parantavat toimet ja kustannustehokkaat ratkaisut on määriteltävä vallit-sevien olosuhteiden mukaisiksi.

Vuoden 2012 rakentamisen energiatehokkuusmääräysten uudistuksessa siirryttiin uudisrakentami-sessa kokonaisenergiatarkasteluun. Tällöin luotu E-lukuun perustuva energiatehokkuuden osoitta-misen periaate on osoittautunut toimivaksi.

3.2.2 Terveellisyys ja turvallisuus

Lähtökohtana lähes nollaenergiarakentamiseen siirryttäessä on se, että rakennusten sisäilmas-ton laadun tulee olla hyvä, valaistuksen kohteen toimintoihin laadullisesti ja määrällisesti sovel-tuva sekä rakenneratkaisujen rakennusfysikaalisesti toimivia ja turvallisia.

Lähtökohtia tarkasteluun

• sisäilmastovaatimusten osalta täytetään asunnoissa Sisäilmastoluokituksen S3-taso ja muissa rakennuksissa pääsääntöisesti S2-taso

• asuntojen lämpötila ei saa nousta kesäaikana haitalliselle tasolle (D3/2012) • rakennuksen vaipan tulee olla niin tiivis, etteivät vuotokohtien läpi kulkevat ilmavirrat

aiheuta haittaa käyttäjille ja rakenteille • rakennuksissa on yöaikana D3/2012 mukainen minimi-ilmanvaihto

3.2.3 Laadukas rakentaminen

Lähtökohtana on, että rakennusten suunnittelu ja toteutus tehdään teknisesti oikein ja laaduk-kaasti. Tällöin toteutuvat sekä hyvä energiatehokkuus että hyvät sisäilmaolosuhteet. Suunnitte-lussa ja toteutuksessa on aina tarkasteltava rakennusta kokonaisuutena ja vältettävä osaopti-mointia. Toteutettavan kokonaisuuden tulee olla kaikilta osin hallittavissa.

3.2.4 Kustannustehokkuus

Rakennusten lähes nollanenergia -direktiivin mukaan lähes nollaenergiatason määrittämisessä noudatetaan kustannusoptimaalisuuden periaatetta (244/2012), jolla tarkoitetaan sitä, että ky-seiseen tasoon tulee päästä takaisinmaksuajoiltaan järkevillä ja negatiiviset elinkaarikustan-nukset omaavilla toimenpiteillä tai toimenpidepaketeilla. Kustannusoptimaalisuutta tarkastel-taessa huomioidaan investointien nykyarvojen mukainen kokonaiskustannus, jossa mukana ovat koko elinkaaren aikaiset säästöt ja menot.

Kustannustehokkuuden vaatimus on ollut voimakkaasti esillä rakennuttajien ja rakennusliikkei-den puheenvuoroissa – lähes nollaenergiarakentamisen on oltava järkevällä tasolla eikä ener-giatehokkuuteen tule pyrkiä kannattamattomin ratkaisuin.

Kustannusoptimaalisuuden tarkastelut on FInZEB-hankkeessa toteutettu esimerkkirakennuksis-sa ja standardikäytön mukaisilla käytön ja kuormituksen arvoilla. Elinkaarikustannusten vertai-lut erilaisilla järjestelmä- ja rakenneratkaisuilla tulisi kuitenkin aina tehdä hankekohtaisilla las-kenta-arvoilla, jolloin päätökset tehdään markkinaehtoisista lähtökohdista. Kustannustarkaste-luin on haettu perusteet esitetyille energiatehokkuuden lukuarvoille. Niillä ei rajata pois tai kielletä muitakaan toimenpiteitä.


3.2.5 Nykyiset rakentamismääräykset

Uudisrakentamisen energiatehokkuus on jo nyt varsin hyvällä tasolla ja sen osoittamiseksi luo-dut käytännöt ovat osoittautuneet toimiviksi, joten FInZEB-hankkeelle tämä oli selkeä lähtö-kohta.

Edelliset energiatehokkuutta parantavat rakentamismääräykset tulivat voimaan vuonna 2012. Rakentamismääräyskokoelman osa D3 käsittää rakennusten energiatehokkuutta koskevat määräykset ja ohjeet. Sitä täydentää osa D5, joka käsittää ohjeita rakennusten energiankulu-tuksen laskennasta.

Tuolloin siirryttiin energiatehokkuuden osalta kokonaisenergiatarkasteluun, jossa rakennuksen kokonaisenergiankulutukselle määrätään rakennustyyppikohtainen yläraja, joka ilmaistaan niin sanotulla E-luvulla (kWh/netto-m2,a). E-lukulaskelma lähtötietoineen ja tuloksineen on liitettä-vä rakennuslupahakemukseen.

Kokonaisenergiatarkastelu koskee kaikkea rakennuksessa tapahtuvaa energiankulutusta, eli sii-nä otetaan huomioon lämmityksen lisäksi muun muassa ilmanvaihto, lämmin vesi, valaistus ja laitesähkö. E-luku lasketaan D3:ssa annetulla rakennustyyppikohtaisella standardikäytöllä – tämä tarkoittaa sitä, että säätiedot, sisäilmasto-olosuhteet, rakennuksen ja sen järjestelmien käyttö- ja käyntiaikatiedot ja sisäiset lämpökuormat on vakioitu. Lisäksi E-luvun laskennassa huomioidaan rakennuksen käyttämän energian tuotantomuoto. Energiamuodoille annetut ker-toimet kannustavat kiinnittämään huomiota erityisesti sähköenergian käyttöön sekä suosi-maan kaukolämpöä sekä uusiutuvia energianlähteitä.

Näitä perusteita noudattaen (kokonaisenergiatarkastelu, standardikäyttö ja energiamuotoker-toimet) lähdettiin FInZEB-hankkeeseen.

On hyvä tiedostaa, että esitetyt yhteenvedot eri maiden kansallisista nzeb-tasoista sisältävät erilaisia energiakäsitteitä eivätkä tulokset ole vertailukelpoisia. Joissakin maissa on nzeb-määrittelyn ulkopuolelle jätetty esimerkiksi käyttäjälaitteiden sähköenergian kulutus. Myös laskentasäännöt poikkeavat toisistaan.

3.2.6 Markkinaehtoinen toiminta

Hanke ehdottaa rakennustyyppikohtaisia E-lukuarvoja, jotka kaikkien uusien rakennusten tulee alittaa rakennusten energiatehokkuusdirektiivissä annetun aikataulun mukaisesti. Ehdotetut lukuarvot eivät ole teknisiä maksimiarvoja. Nykyistenkin rakentamismääräysten edellyttämää energiatehokkuustasoa parempaan lopputulokseen on pyritty useissa rakennushankkeissa mm. seuraavista syistä: halutaan olla edelläkävijänä energiatehokkaassa rakentamisessa, halutaan tarjota vähän energiaa käyttäviä toimitiloja ja asuntoja, toteutetaan kansainvälinen ympäristö-luokitus ja halutaan maksimoida siinä energiatehokkuudesta saatavat pisteet. Energiatehok-kuudella ja ympäristömyötäisyydellä on nähty saavutettavan joissakin tapauksissa markkina- ja imagohyötyä.

Energiaa säästäviä ratkaisuja tarkastellaan useimmissa suurissa rakennushankkeissa huomioi-den ko. kohteen erityispiirteet, käyttöajat ja kuormitukset. Elinkaarikustannustarkasteluin hae-taan edullisia järjestelmä- ja rakenneratkaisuja. Usein kuitenkin hankkeen kustannuspaineet aiheuttavat sen, että elinkaariedullisista, mutta normitasoa kalliimmista ratkaisuista kuitenkin luovutaan.


3.2.7 Säädösvalmistelun aikataulu

FInZEB-hankkeen erityisenä tavoitteena oli, että kiinteistö- ja rakennusala miettii ja linjaa tule-vaisuuden konseptia laajasti ja yhteistyössä. Lähes nollaenergiarakentamiseen siirrytään nope-alla aikataululla. Hankkeen kuluessa ympäristöministeriö linjasi, että lähes nollaenergiaraken-nuksia koskeva säädösvalmistelu tapahtuu pääosin vuosina 2015–16, määräykset julkaistaan 2017 alussa ja ne tulevat voimaan 1.1.2018, jolloin ne koskevat kaikkia uudisrakentamiseen liit-tyviä rakennuslupia.

FInZEB-hankkeessa on tarkasteltu mikä on lähes nollaenergiarakennus -käsitteen tarkoituk-senmukainen raja ja mihin ala tällä aikataululla kykenee. Määrittelyissä oli oleellista tiedostaa, että seuraavan 5–6 vuoden aikana voidaan teknologian, toimintatapojen, liiketoiminnan ja yl-läpidon olettaa jossakin määrin nykytasosta kehittyvän, mutta suurta hyppäystä täysin uudelle tasolle ei todennäköisesti tapahdu tässä ajassa. Ehdotuksessa on myös pyritty jättämään tilaa uusille innovaatioille.

3.2.8 Laajempi rakentamismääräysten uudistaminen

Ympäristöministeriö on käynnistänyt lähes nollaenergiamääräysten valmistelun ohella ja siihen liittyen laajemman säädösten uudistushankkeen, jossa päivitetään ja uusitaan Suomen raken-tamismääräyskokoelmaan laajemmin. Energiatehokkuuteen liittyviä määräyksiä ja ohjeita on mm. nykyisissä rakentamismääräysten osissa D2, C3 ja C4.

3.2.9 Energiatuotanto ja -markkina

FInZEB-hankkeessa on ollut tarpeen käydä läpi kiinteistöjä palvelevien energiatuotantojärjes-telmien tilanne nykyhetkellä sekä todennäköiset muutokset tulevaisuudessa. Lähes nollaener-giarakentaminen tuo mukanaan rakennuskohtaisen ja tonttikohtaisen tai laajemman alueelli-sen energiatuotannon (near-by) sekä kahdensuuntaisen energianmyynnin näkökulmat.

FInZEB-hankkeessa laadittuun Energiantuotantoketjut-aineistoselvitykseen koottiin vuosina 2010–2013 julkaistuissa tutkimusraporteissa ja selvityksissä esitettyä tietoa hajautetun uusiu-tuvan energian tuotannon vaikutuksista energiatuotantoketjuun ja olemassa oleviin energiajär-jestelmiin.

Tarkemmin asiaa on käsitelty Taustaraportin osassa 9 Energiantuotantoketjut-aineistoselvitys.

Suomessa uusiutuvan energian osuus sähkön ja kaukolämmön tuotannossa on jo nyt huomat-tava. Vuonna 2013 uusiutuvan energian osuus sähkön tuotannosta oli 36 % ja kaukolämmön tuotannosta 29 % (kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotannon polttoaineet). Kansallisen energia- ja ilmastostrategian mukaan Suomi on saavuttamassa RES-direktiivissä vuodelle 2020 asetetun haastavan (EU-keskiarvoon nähden lähes kaksinkertaisen) tavoitteensa uusiutuvan energian 38 % osuudesta nykytoimenpiteillä.

Rakennuskohtaisia uusiutuvan energian tuotantojärjestelmiä on toistaiseksi toteutettu varsin vähän niiden korkean kustannustason ja pitkiksi muodostuvien takaisinmaksuaikojen vuoksi.

Pientuotannon potentiaali Suomen kokonaissähköntuotannossa on rajallinen. Pientuotannolla voi kuitenkin olla tulevaisuudessa merkittävä vaikutus kiinteistöjen valoisana aikana tarvitse-man ostosähkön kulutuksen vähentämisessä aurinkoenergialle suotuisina vuodenaikoina. Pien-tuotannon kokonaispotentiaalin arvioidaan olevan vuoteen 2020 mennessä noin 600 MW asennettua kapasiteettia, mikä tarkoittaa noin 1 TWh/a sähköntuotantoa (1–2 % sähköntuo-


tannosta).1 Merkittävää kasvua voidaan odottaa ja aurinkosähkö ja muu lähinnä rakennuksiin integroitu pienimuotoinen sähköntuotanto tulee osaksi sähköjärjestelmää ja sähkön jakelu-verkko kaksisuuntaistuu.

Sähkön tuotantorakenteen muutoksen vuoksi sähkön kysyntäjouston lisääminen on välttämä-töntä, jotta sähkön tuotanto ja kulutus voidaan sovittaa yhteen tehokkaalla tavalla. Perintei-sessä sähköenergiajärjestelmässä vaihtelevaan kulutukseen on sopeuduttu tuotantoa säätä-mällä esimerkiksi vesivoima- ja lauhdevoimalaitosten avulla. Jatkossa yhä suurempi osa tuo-tannosta on sellaista, jota ei teknisesti voida tai ei taloudellisesti kannata säätää, kuten sääriip-puva tuuli- ja aurinkovoima, sekä tasaisella tuotantoteholla ajettava ydinvoima. Tällöin tuotan-non ja kulutuksen välisen tehotasapainon hallintaan tarvitaan myös kysynnän joustoa sekä eri-laisia energiavarastoja. Kysynnän jouston avulla voidaan sähkönkulutusta siirtää kalliista teho-huipuista edullisempiin ajankohtiin. Mikäli kysyntäjouston seurauksena tuotanto muuttuu esi-merkiksi hiililauhteella tuotetusta sähköstä vesivoimaksi, pienentyvät myös sähköntuotannon päästöt.2

Käyttäjän ohjattavia kuormia voivat olla esim. lämmitys ja jäähdytys sekä teollisuuden proses-sit. Käyttäjä saa taloudellista hyötyä, kun kulutus siirtyy edullisempiin ajankohtiin.

Hajautetun uusiutuvan energian tuotannon potentiaalin toteutuminen edellyttää teknis-taloudellisen kilpailukyvyn lisäksi toimivaa energiamarkkinaa ja -järjestelmää, jossa kuluttajalla on käytössä reaaliaikainen kulutustieto. Näin mahdollistetaan myös uusien palvelukonseptien synty.

1 Lähde: Pienimuotoisen energiantuotannon edistämistyöryhmän loppuraportti, TEM-julkaisu 55/2014 2 Lähde: Kysynnän jousto – Suomeen soveltuvat käytännön ratkaisut ja vaikutukset verkkoyhtiöille loppuraportti 2015


4 Menetelmäkuvaus Työn tavoitteena oli laskennallisten tarkastelujen kautta selvittää teknisesti toimivia ja kustan-nusoptimaalisia ratkaisukokonaisuuksia, jotka ovat lähtökohtina ja vertailuaineistona määritel-täessä kansallisia lähes nollaenergiarakentamisen vaatimuksia Suomessa. Tässä kuvatun meto-diikan tuloksena määriteltiin eri rakennustyypeille ehdotuksia tulevista vaatimustasoista ja rat-kaisuista, joilla näihin voidaan päästä.

Kuva 2 FInZEB-hankkeen laskentatarkasteluissa käytetty metodiikka.

4.1 Laskennan valmistelu

4.1.1 Laskentakohteet

Laskentatarkastelut toteutettiin hyödyntäen todellisten, lähivuosina toteutuneiden rakennus-ten energiamalleja, jotka koottiin Granlundin toteuttamista projekteista. Lisäksi joitakin FInZEB-hankkeen pilottikohteita mallinnettiin E-luvun laskentaa varten ja näitä kohteita hyödynnettiin myös muussa laskennassa.

Kustakin tarkastellusta rakennustyypistä valittiin energiasimulointeihin useampia rakennusyksi-löitä esimerkkikohteiksi. Esimerkkirakennusten arkkitehtuuri vaikuttaa energiatarkastelun tu-loksiin jossakin määrin – energiankäytön näkökulmasta merkittävimmät tekijät ovat muotoker-roin (vaipan alan ja tilavuuden suhde), aukotus ja tilojen sijoittelu sekä tilatyyppien keskinäisen määrän suhde (eräänlainen tilatehokkuus). Kohteet edustavat arkkitehtuuriltaan ja kooltaan tyypillistä nykyaikaista suomalaista rakentamista.

Energiaa säästävien toimien määrittely ja niiden vaikutusten laskenta tyyppirakennuksissa

Energiansäästötoimien elinkaarikustannusten laskenta

Toimenpidepakettien määrittely sekä niiden energia- ja elinkaarikustannustarkastelut

Kustannusoptimaalisuuden tarkastelu

Ehdotus E-lukutasoista


Laskennassa tarkastellut rakennustyypit:

• Pientalo • Asuinkerrostalo • Toimistorakennus • Koulu • Päiväkoti • Liikuntahalli • Liikerakennus • Majoitusliikerakennus • Sairaala

Kohteet on FInZEB-laskennoissa käsitelty niille tässä projektissa annetuin tunnuksin, esimerkik-si ”Koulu A” ja ”Päiväkoti T”.

Pientalojen osalta tarkasteltiin nykyistä rakentamiskäytäntöä vastaavia erikokoisia (100–300 m2) ja eri runkomateriaaleista valmistettuja taloja (kivitalo, puutalo, hirsitalo).

Laskentatarkastelut aloitettiin asuinkerrostaloista ja toimistorakennuksista, seuraavaksi tarkas-teluun otettiin koulut ja päiväkodit ja niiden jälkeen muut rakennustyypit. Pientalojen tarkaste-lua toteutettiin erillisenä osatehtävänä muiden rakennustyyppien rinnalla.

4.1.2 Laskentaperiaatteiden määrittely

Nykyisissä rakennusten energiatehokkuutta käsittelevissä määräyksissä (D3/2012) on kaksi kä-sitettä, joita käytettiin FInZEB-hankkeen laskennoissa ja tulosten esittelyssä:

• Ostoenergia on energiaa, joka hankitaan rakennukseen esimerkiksi sähköverkosta, kaukolämpöverkosta, kaukojäähdytysverkosta ja uusiutuvan tai fossiilisen polttoaineen sisältämänä energiana. Ostoenergiassa on otettu huomioon vähennykset uusiutuvasta omavaraisenergiasta.

• E-luku on energiamuotojen kertoimilla painotettu rakennuksen vuotuinen ostoener-giankulutus rakentamismääräyskokoelman osan D3/2012 annetuilla säännöillä ja läh-töarvoilla laskettuna jaettuna rakennuksen lämmitetyllä nettoalalla.

Kaikki energiatarkastelut FInZEB-hankkeessa on toteutettu nykyisin (D3/2012 määrittelemin) energiamuotokertoimin. Lähtökohtana oli, että nykyisten laskentaperiaatteiden mukaisesti tar-kastelut tehdään yhdellä valtakunnallisella kaukolämmön kertoimella, joka kattaa kaikki kauko-lämpölaitokset polttoaineista riippumatta.

Rakennusten laskentamalleissa on kuvattuna kohteen muoto, suuntaus, aukotus, rakenteet, ti-lat vähintään tilaryhminä sekä ilmanvaihdon palvelualueet ja toimintaperiaatteet sellaisina, kuin ne ovat todellisessa rakennushankkeessa olleet.

Perustapaus laskennassa määriteltiin ratkaisuksi, joka täyttää rakentamismääräysten D3/2012 energiatehokkuusvaatimuksen. Tällöin rakenteiden U-arvot, tiiviys, lämmön talteenoton hyö-tysuhde ja sfp-luku ovat D3 ohjearvojen mukaiset. Tarvittaessa parannettiin tarvittavilta osin laskennan lähtötietoja (esimerkiksi lämmön talteenoton hyötysuhdetta) niin, että perustapauk-sessa rakennus juuri alitti nykyisin rakennusluvan ehtona olevan E-lukurajan.


4.1.3 Laskentatyökalut

Pääasiassa energiankulutuksen simulointiin käytettiin Granlund Oy:n kehittämää tuntitason dynaamiseen tarkasteluun perustuvaa RIUSKA-energiasimulointiohjelmistoa, jonka laskentako-neena käytetään DOE 2.1E -simulointiohjelmistoa. Rakennuksen geometriamalli on laadittu MagiCadRoom-mallinnusohjelmalla. MagiCadRoomin ja Riuskan välisessä tiedonsiirrossa käyte-tään IFC-tiedostomuotoa. Simulointityökalu täyttää EPBD liitteen 1 vaatimukset.

Asuntojen kesäajan lämpötilatarkasteluissa ja tarpeenmukaisen ilmanvaihdon laskelmissa käy-tettiin IDA-ICE -simulointiohjelmistoa.

Pientalojen osalta laskenta toteutettiin laskentapalvelut.fi ohjelmiston versiolla 1.3.

4.1.4 Laskentasäännöt

Nykyisten rakentamismääräysten (D3/2012) kokonaisenergiatarkastelulle ja E-luvun laskennal-le on määräyksissä ja niihin liittyvissä ohjeissa (D5) määritelty joukko laskentasääntöjä. Näitä sääntöjä on esitetty alla olevassa kuvassa.

Vihreissä laatikoissa kuvataan laskennan kiinteitä sääntöjä, jotka mahdollistavat laskentatulos-ten vertailun tietyn rakennustyypin puitteissa. Sinisissä laatikoissa on esitetty laskennan para-metreja, joihin voidaan vaikuttaa suunnitteluratkaisuilla (arkkitehtuuri, rakennesuunnittelu, ta-lotekninen suunnittelu). Nämä arvot vaihtelevat kohdekohtaisesti ja näitä muuttamalla voidaan vaikuttaa kyseisen kohteen E-lukuun merkittävästi. Harmaassa laatikossa kuvataan ominai-suuksia, joita nykyisessä E-lukulaskennassa ei ole joko ohjeistettu tai joita ei ole mahdollista huomioida.

Kuvassa punaisella näkyviä parametrejä on varioitu FInZEB-hankkeen energialaskennoissa energiaa säästävinä toimenpiteinä ja tarkasteltu niiden muutoksen vaikutusta kunkin raken-nustyypin esimerkkirakennusten ostoenergian kulutukseen ja E-lukuun.

Kuva 3 E-lukulaskennan sääntöjä.


Laskennassa on käytetty säädatana D3/2012 mukaisesti tunnittaista Vantaa TRY 2012 -säädataa. Asuntojen kesäajan lämpötilatarkasteluissa on käytetty myös Ilmatieteen laitoksen julkaisemia sääskenaarioita (tunnittainen vuosisää) vuosille 2050 ja 2100.

Käytön ja kuormituksen osalta perustapauksen laskenta toteutettiin käyttäen D3/2012 mukai-sia rakennustyyppikohtaisia standardiolosuhteita ja kuormitustietoja (henkilöt, valaistus ja käyttäjälaitteet). Näitä arvoja muutettiin säästötoimenpidetarkasteluissa.

Kuormien käyttöaikoina käytettiin ns. FINVAC ry:n toimesta käynnistetyssä profiilihankkeessa määriteltyjä käyttöaikoja, joiden avulla voidaan huomioida käytön ja kuormituksen vaihtelua jossakin määrin.

Energiaa säästävinä toimenpiteinä on huomioitu yleisesti käytetyistä laskentasäännöistä poike-ten seuraavia arvoja:

• Lämmönjakelun hyötysuhteena käytettiin arvoa 95 % (tavallisesti 85 %) • Kylmäsiltojen osalta on oletettu päästävän 25 % säästöön tavanomaiseen energianku-

lutukseen nähden

Laskennassa tehtiin lisäksi seuraavat ratkaisut:

• Tarpeenmukaisen valaistuksen laskemisessa käytettiin Rakentamismääräyksen D5 oh-jeellisia käyttökertoimia (ja em. profiilihankkeen läsnäoloprofiileita)

• Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon ilmavirrat saatiin simuloinnin avulla, jossa perusteena E-luvun laskentaohjeen henkilömäärä ja Sisäilmastoyhdistyksen julkaiseman sisäilmas-toluokituksen S2 sallima hiilidioksidipitoisuus sisäilmassa (900 ppm, luokka S2)

Lisäksi laskentasääntöjen osalta on FInZEB-hankkeen aikana laskentasääntöjen kehitystyötä meneillään mm. tarpeenmukaiseen ilmanvaihtoon ja valaistukseen liittyen (Optiplan Oy, Skanska Oy), mutta näitä ei ole FInZEB-laskennoissa huomioitu.

Erityisenä laskentasääntöjen muutosehdotuksena / säästötoimenpiteenä on tarkasteltu läm-pimän käyttöveden energian kulutusta. Tätä poikkeusta säännöistä ei ole esitetty energiaa säästävänä toimenpiteenä vaan aina erikseen. Muutoksen vaikutus E-lukuun on asuinkerrosta-loissa noin -5 kWh/m2,a, kouluissa -2 kWh/m2,a ja päiväkodeissa +5 kWh/m2,a.

Lämpimän käyttöveden osalta on kulutuksena käytetty D3-arvoa pienempää kulutusta

• Asuinkerrostaloissa 600>500 dm3/m2,a • Kouluissa 188>145 dm3/m2,a • Päiväkodeissa kuluu enemmän lämmintä vettä kuin D3-kulutus (188>300 dm3/m2,a)

FInZEB-hankkeen jatkotoimenpiteiksi listattiin edellä esitettyyn perustuen E-luvun laskenta-sääntöihin kohdistuvia parannustarpeita, jotka tulisi tarkastella säädösvalmistelun yhteydessä.

E-luvun laskentasääntöjä ja uudisrakentamisessa toteutuneita arvoja tietyille laskentasuureille on tarkasteltu tarkemmin Taustaraportin osassa 5 Laskentasäännöt.

4.1.5 Energiaa säästävien toimien vaikutusten laskenta tyyppirakennuksissa

Ensimmäisessä vaiheessa tarkasteltiin kussakin esimerkkirakennuksessa yksittäisiä energiaa säästäviä toimenpiteitä ja määriteltiin säästövaikutus verrattuna perustapaukseen (ostettu lämmitys-, jäähdytys- ja sähköenergia sekä E-luku).


Aiempien laskentaprojektien ja toteutettujen hankkeiden kokemusten perusteella kyseeseen tulevia energiaa säästäviä toimenpiteitä määriteltiin eri tekniikan aloilta:

• rakennustekniset (rakenteiden U-arvojen parantaminen, ikkunoiden U- ja g-arvon pa-rantaminen, tiiviyden parantaminen, kylmäsiltojen vähentäminen)

• LVI-tekniset (ilmanvaihdon lämmön talteenoton parantaminen, sfp-luvun alentaminen, ilmanvaihdon tarpeenmukainen ohjaus, lämmön talteenotto jätevedestä)

• sähkötekniset (valaistuksen neliötehon alentaminen, valaistuksen tarpeenmukainen ohjaus, laitekuormaa on mahdollista alentaa toimistoissa)

• uusiutuvan omavaraisenergian tuotanto (aurinkolämpö, aurinkosähkö)

Kullekin toimenpiteelle määritettiin kustannuslaskentaa varten kuvaus siitä, miten kyseinen toimi voidaan toteuttaa ja mitä se vaatii normaalin nykytasoisen rakentamisen lisäksi.

Toimenpiteissä pyrittiin huomioimaan tuleva teknologiakehitys. Esimerkiksi ilmanvaihdon lämmöntalteenottojen, led-valaistuksen, ikkunoiden, jne. osalta tuotteita kehitetään jatkuvasti ja markkinoille tulee vuosittain aiempaa energiatehokkaampia ja hinnaltaan kilpailukykyisiä tuotteita. Toimenpiteiden määrittelyjen mukaisia laitteita tai rakennusosia ei siis välttämättä ole vielä markkinoilla, mutta oletuksena on, että 3–5 vuoden jaksolla tulee olemaan.

Energiaa säästävien toimenpiteiden tekniikkakuvaukset on esitetty Taustaraportin osassa 4 Energiaa säästävät tekniset ratkaisut.

4.2 Uusiutuvan energian tuotanto esimerkkirakennuksissa E-lukua parantavana toimenpiteenä tarkasteltiin myös rakennuskohtaista uusiutuvan energian tuotantoa. Sen muoto valittiin rakennustyyppikohtaisesti. Lisäksi maasta saatava uusiutuva energia huomioitiin osana rakennusten lämmitysmuototarkastelua, jota on käsitelty myöhem-min tässä raportissa.

Asuinkerrostalon ja toimistorakennuksen esimerkkikohteille aurinkosähköjärjestelmä luonnos-teltiin kyseisen kohteen erityispiirteet ja fyysiset mitat huomioiden sellaiseksi, että se olisi mahdollinen toteuttaa ko. kohteeseen. Muille rakennustyypeille oletettiin kohteen erityispiir-teet huomioiden mikä olisi todennäköinen aurinkosähköllä tuotettava osuus kohteen sähkö-energian kulutuksesta. Pientalojen osalta käytettiin tyypillisiä järjestelmien kokoluokkia.

Aurinkolämpöä tarkasteltiin vain pientaloille, asuinkerrostaloille ja päiväkodeille, joissa kesäai-kana kuluu runsaasti lämmintä käyttövettä eikä sen lämmittämiseen ole yleensä käytössä ke-sällä ylijäämäenergiaa tai lauhdelämpöä kuten muissa rakennustyypeissä (esim. toimistot, liike-rakennukset, sairaalat).


Taulukko 1

Aurinkosähkö Aurinkolämpö

kWh/m2,a * % sähkön kulutuksesta

paneelikoko m2

Pientalot 13 keräinala 8 m2

Asuinkerrostalot 6 x

Toimistot 6

Koulut 6 10

Päiväkodit 12 20 50 % lämpimän käyttöveden energiasta

Liikuntahallit 15 20

Majoitusliikerakennukset 10 10

Sairaalat 8,5 5

Liikerakennukset 21,5 20

* pinta-alana kohteen lämmitetty nettoala

Aurinkoenergian tuotto laskettiin esimerkkirakennuksissa tuntitasolla ja huomioiden kohteen mahdollistama aurinkopaneelien suuntaus.

Uusiutuvan energian paikallinen tuotanto on elinkaarikustannustarkastelun perusteella huomi-oitujen energiaa säästävien teknisten ratkaisujen lisäksi yksi keino alentaa E-lukua ja sen kan-nattavuus tulisi aina tarkastella tapauskohtaisesti.

FInZEB-hankkeessa määritellyissä energiaa säästävien toimenpiteiden yhdistelmissä eli ”toi-menpidepaketeissa” uusiutuvan energian tuotanto ei ole mukana, mutta sillä voidaan parantaa energialuokkaa vaatimustasoa paremmaksi tai sillä voidaan korvata jokin muu energiaa säästä-vä ratkaisu. Uusiutuvaa energiaa ei siis tulla edellyttämään, mutta sille on mahdollisuus.

Aurinkosähkön tuotannon ratkaisuja ja vaikutuksia E-lukuun on esitetty Taustaraportin osassa 6 Aurinkosähkötarkastelut.

Pientalojen osalta esimerkkejä aurinkokeräimien ja aurinkopaneelien vaikutuksesta erikokois-ten rakennusten E-lukuun on esitetty Taustaraportin osassa 2 Pientalojen kustannuslaskenta ja E-luku.

4.3 Energiansäästötoimien elinkaarikustannusten laskenta

4.3.1 Laskennan perusoletukset

Elinkaarikustannustarkastelun perusoletukset määriteltiin noudattaen samoja periaatteita kuin Suomen 2012 tekemässä ilmoituksessa Euroopan komissiolle: ”Energiatehokkuutta koskevien vähimmäisvaatimusten kustannusoptimaalisten tasojen laskenta”, 20.5.2012.

Kustannustarkastelussa otettiin huomioon investointikustannukset ja elinkaarikustannukset (energia, huolto ja ylläpito) reaalikustannuksina, jolloin inflaation vaikutusta ei ole huomioitu.

Energiakustannukset valittiin Tilastokeskuksen viimeiselle 12 kuukauden jaksolle ilmoittamista eri kuluttajatyyppien keskihinnoista. Energian hinnat eri rakennustyypeille on dokumentoitu kustannustarkasteluja käsittelevissä FInZEB-raporteissa (Taustaraportin osat 1–3).


Herkkyystarkasteluissa varioitiin lisäksi diskonttokorkoa ja energian hinnannousua.

4.3.2 Yksittäisten toimenpiteiden elinkaarikustannukset

Yksittäisten energiaa säästävien toimenpiteiden elinkaarikustannusten laskenta toteutettiin pientaloille, asuinkerrostaloille, toimistoille, kouluille ja päiväkodeille. Pääsääntöisesti tarkaste-lu tehtiin kunkin rakennustyypin osalta 1–2 esimerkkirakennukselle. Pientalojen osalta tarkas-teltiin useampia erikokoisia rakennuksia.

Kullekin toimenpiteelle arvioitiin tarkastellun elinkaaren (edellä esitetyn mukaisesti 20 tai 30 vuotta) osalta

• investointikustannus, joka on lisäkustannus kyseisestä ratkaisusta tavanomaiseen ra-kentamisen tasoon nähden (esimerkiksi ikkunoiden osalta erokustannus U-arvon pa-rantamisesta arvosta 1,0 arvoon 0,8 W/m2,K)

• käyttö- ja kunnossapitokustannus, joka on kyseisen ratkaisun lisäkustannus tavan-omaisen ratkaisun normaaliin hyvälaatuiseen ylläpitoon nähden. Uusimiskustannukset arvioitiin laitteiden käyttöikäarvioihin perustuen ja huoltokustannukset arvioituun lisä-työmäärään perustuen. Esimerkiksi led-valaistuksen osalta huomioitiin laitteiden pi-dempi elinkaari normaaliratkaisuun verrattuna ja tästä aiheutuva lampunvaihtokus-tannusten vähentyminen. Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon osalta huomioitiin lisäänty-vän automatiikan vaikutus uusimis- ja huoltokustannuksiin, jne.

• energiakustannus, joka on kyseisellä ratkaisulla saavutettava säästö rakentamismäärä-ykset täyttävään perustapaukseen verrattuna

• elinkaarikustannus laskettiin em. kustannusten summana.

Tarkastelu osoitti selvästi, että toimenpiteiden kannattavuus on hyvin erilainen ja että kannat-tavat toimenpiteet eroavat jonkin verran eri rakennustyypeissä. Elinkaariedullisia ovat toimen-piteet, joiden tarkastelujaksolla elinkaarikustannusten summa on negatiivinen.

Vertailun helpottamiseksi laskettiin myös yksittäisten toimenpiteiden suora takaisinmaksuaika. Edullisimpien toimenpiteiden takaisinmaksuaika on alle 10 vuotta, kannattamattomien yli 50–60 vuotta (selvästi pidempi kuin laskentajakso).

Elinkaarikustannukset laskettiin esimerkkirakennuksissa absoluuttisina kokonaiskustannuksina (eur), mutta määritettiin vertailtavuuden helpottamiseksi sen lisäksi myös eur/brm2 -arvoina.

Laskennassa määritettiin myös saavutetun E-lukuparannuksen hinta (eur/m2 per kWh/m2,a).

Kannattavimpia toimenpiteitä olivat ikkunoihin ja rakennuksen tiiviyteen kohdentuvat paran-nukset sekä talotekniset toimenpiteet, joita ovat yleensä ilmanvaihtoon ja valaistukseen ja nii-den tarpeenmukaiseen ohjaukseen liittyvät toimenpiteet. Pääsääntöisesti kannattamattomiksi osoittautuivat rakenteiden parantaminen passiivienergiatasoon sekä uusiutuvan energian pai-kallinen tuotanto. Tästä johtuen esim. passiivitasoon eristämistä ei ole huomioitu ehdotetuissa E-lukurajoissa, mutta se on yksi mahdollinen keino haluttaessa toteuttaa raja-arvoa parempi energiatehokkuus.

Energiaa säästävien toimenpiteiden laskennassa käytetyt yksikkökustannukset ja tuloksena saadut elinkaarikustannukset on esitetty Taustaraportin osissa

1. Kustannuslaskenta – asuinkerrostalo ja toimisto, 2. Pientalojen kustannuslaskenta ja E-luku 3. Kustannuslaskenta – koulut ja päiväkodit.


4.4 Elinkaariedulliset toimenpidepaketit

4.4.1 Energiaa säästävien toimenpiteiden paketit

Yksittäisistä E-lukuun vaikuttavista tekijöistä koottiin yhdistelmiä, joilla saadaan rakennuksen E-luku pienemmäksi edullisimmin. Ensimmäiset vaikutusarviot toteutettiin kokoamalla yhdistel-mät toimenpiteistä, joilla tarkastelujakson elinkaarikustannukset ovat negatiiviset. Näin luotiin kustannuksiltaan ja energiansäästövaikutuksiltaan perusteltavissa olevat toimenpidepaketit (myöhemmin tekstissä ”toimenpidepaketit”).

Yksittäisissä toimenpiteissä oli joillekin energiaa säästäville toimenpiteille vaihtoehtoisia kan-nattavia ratkaisuja (esimerkiksi ikkunoiden U-arvo joko 0,8 tai 0,6 W/m2,K). Nämä vaihtoehdot huomioiden toimenpidepaketteja saattoi muodostua useampia kullekin rakennustyypille, yleensä 2–4 vaihtoehtoista toimenpidepakettia. Pientaloilla toimenpidepaketit muodostuivat lämmitysratkaisun perusteella.

Kuva 4 Esimerkki toimenpidepaketeista, Asuinkerrostalon perustapauksen ominaisuudet ja

neljä vaihtoehtoista toimenpidepakettia.

4.4.2 Yhdistelmien energia- ja elinkaarikustannustarkastelut

Eri rakennustyyppien (asuinkerrostalot, toimistot, koulut ja päiväkodit) esimerkkirakennuksille laskettiin kullekin kustannuksiltaan ja energiansäästövaikutuksiltaan perusteltavissa olevalle toimenpidepaketille seuraavat tunnusluvut:

1. kunkin toimenpidepaketin sisältämien energiaa säästävien toimien yhteisvaiku-tuksena syntyvä ostoenergian säästö ja E-luvun alentuminen verrattuna nyky-määräysten mukaiseen perustapaukseen

2. toimenpidepaketin sisältämien energiaa säästävien toimenpiteiden muodosta-man kokonaisuuden elinkaarikustannukset

Tällä menettelyllä saatiin käsitys eri rakennustyyppien mahdollisesta E-lukutasosta, joka on saavutettavissa realistisilla teknisillä ratkaisuilla ja elinkaaren kannalta edullisilla kustannuksilla. Kyseinen E-lukutaso on tietysti saavutettavissa kyseisten toimenpidepakettien lisäksi myös muilla keinoilla, esimerkiksi rakennuksen muotoa tai aukotusta muuttamalla, lisäämällä paikal-lista uusiutuvan energian tuotantoa, jne.

Niille rakennustyypeille, joille yksittäisten energiaa säästävien toimenpiteiden ja niistä muodos-tettujen toimenpidepakettien elinkaarikustannustarkastelua ei tehty (esim. liikerakennukset,

Perustapaus

•Lämmön jakelun hyötysuhde 85 %• Ikkuna: U-arvo 1 W/m²K, g-arvo 58 %•Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet•LTO-vuosihyötysuhde69 % •Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m²•Tuloilman jälki-lämmitys: sähkö•Valaistus 11 W/m²

Toimenpidepaketti 1

•Lämmön jakelun hyötysuhde 95 %• Ikkuna: U-arvo 0,8 W/m²K, g-arvo 39 %•Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet•LTO-vuosihyötysuhde78 % •Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m²•Tuloilman jälki-lämmitys: sähkö•Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 2

•Lämmön jakelun hyötysuhde 95 %• Ikkuna: U-arvo 0,6 W/m²K, g-arvo 24 %•Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet•LTO-vuosihyötysuhde78 % •Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m²•Tuloilman jälkilämmitys: sähkö•Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 3

•Lämmön jakelun hyötysuhde 95 %• Ikkuna: U-arvo 0,8 W/m²K, g-arvo 39 %•Keskitetty ilmanvaihto•LTO-vuosihyötysuhde65 % •Tuloilmavirta 0,5 dm³/s,m²•Tuloilman jälkilämmitys: vesikiert.•Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 4

•Lämmön jakelun hyötysuhde 95 %• Ikkuna: U-arvo 0,6 W/m²K, g-arvo 24 %•Keskitetty ilmanvaihto•LTO-vuosihyötysuhde65 % •Tuloilmavirta 0,5 dm³/s,m²•Tuloilman jälkilämmitys: vesikiert.•Valaistus 9 W/m²


liikuntahallit, jne.), pyrittiin valitsemaan ko. rakennustyypin kannalta toteutuskelpoiset ja ener-giansäästövaikutuksiltaan merkittävät toimenpiteet, jotka lähinnä vastaavassa rakennustyypis-sä olivat kustannustehokkaita. Näin muodostettuja toimenpidepaketteja käytettiin nZEB-E-lukutasojen laskennoissa.

Toimenpidepakettien elinkaarikustannukset on esitetty Taustaraportin osissa

1. Kustannuslaskenta – asuinkerrostalo ja toimisto, 2. Pientalojen kustannuslaskenta ja E-luku 3. Kustannuslaskenta – koulut ja päiväkodit.

4.5 Kustannusoptimaalisuuden tarkastelu

Kustannusoptimaalisuuden tarkastelussa noudatettiin kustannusoptimaalisuuden periaatetta (244/2012), jolla tarkoitetaan sitä, että kyseiseen tasoon tulee päästä takaisinmaksuajoiltaan jär-kevillä ja negatiiviset elinkaarikustannukset omaavilla toimenpiteillä tai toimenpidepaketeilla.

Tarkastelun perusteella arvioitiin toimenpidepakettien vaikutuksia sekä suhdetta markkinoiden vallitsevaan tasoon. Näin haluttiin varmistaa rakentamisen kustannustehokkuuden säilyminen mahdollistaen kohtuuhintaisen, laadukkaan rakentamisen.

Esimerkkirakennusten kokonaiskustannukset (eur/m2) nykyiset rakentamismääräysten energia-tehokkuusvaatimukset juuri täyttävässä perustapauksessa ja vaihtoehtoiset energiaa säästävi-en toimenpiteiden muodostamat toimenpidepaketit huomioiden sekä niitä vastaavat E-lukutasot sijoitettiin kuvaajaan. Tarkastelussa huomioitiin lisäksi ratkaisut, joissa toimenpide-paketteihin yhdistettiin joko passiivitasoon eristetyt rakenteet tai rakennuskohtaista uusiutu-van energian tuotantoa.

Tulokset esitettiin kuvaajana, jolloin nähdään selkeästi E-lukujen parantamisen ja kustannusten välinen riippuvuus erilaisilla toimenpidepaketeilla.

Tehtyjen tarkastelujen perusteella asuinkerrostalossa kustannusoptimaalinen taso sijoittuu suhteellisen lähelle nykyistä määräystasoa. Toimistorakennuksen osalta nykyinen määräystaso puolestaan on suhteellisen kaukana kustannusoptimaalisesta tasosta. Tulosten perusteella te-hokkaimmin E-lukua parantavat ratkaisut ja toisaalta myös kustannuksia eniten säästävät rat-kaisut ovat ilmanvaihdon lämmöntalteenoton tehostaminen, energiatehokas valaistus sekä il-manvaihdon ja valaistuksen tarpeenmukainen ohjaus.

Käytännössä suurin osa ratkaisuista, jotka johtavat kustannusoptimaaliseen tasoon ovat jo nyt käytössä yksittäisinä ratkaisuina.

4.6 Lämmitysmuototarkastelut

Tulevaa lähes nollaenergiatason E-lukua tarkasteltiin kunkin rakennustyypin osalta kyseisen ra-kennustyypin todennäköisimmillä lämmitysenergiamuodoilla (kaukolämpö, lämpöpumppu, pel-lettikattila, jne.). Tulevaisuudessa merkittävä osa uudisrakentamisesta tulee tapahtumaan kau-kolämpöalueille, mutta myös maaenergian ja erilaisten hybridiratkaisujen yleistyminen on to-dennäköistä.


Lämmitysmuotoina huomioitiin alla olevan taulukon ratkaisut:

Taulukko 2

Kauko-lämpö

Maalämpö Pelletti-kattila

Maalämpö + aurinko-lämpö

IVLP + aurinko-lämpö

Asuinkerrostalot x x x x

Toimistot x x x

Koulut x x x

Päiväkodit x x x x x

Liikuntahallit x x x x

Majoitusliikerakennukset x x x

Sairaalat x x x

Liikerakennukset x x x

Pientalojen lämmitysmuotoina huomioitiin

• kaukolämpö • maalämpöpumppu • ilma-vesi-lämpöpumppu • sähkölämmitys + ilmalämpöpumppu + takka • poistoilmalämpöpumppu + takka • puukattila • öljykattila • aurinkolämpö yhdistettynä erilaisiin lämmitysmuotoihin

Lämmitysmuotojen vuosihyötysuhteina ja lämpöpumppujen ja jäähdytyksen kertoimina on käytetty alla olevan taulukon mukaisia arvoja.

Taulukko 3

Vuosi-hyötysuhde

COP

Kaukolämpö 0,97

Maalämpö, lämpökerroin 3,5

Maalämpö, kylmäkerroin 5,5

Pellettikattila 0,84

Ilma-vesi-lämpöpumppu 2,9

Kompressorijäähdytys 2,5


Rakennustyypeissä, joissa lämpimän käyttöveden kulutus on suurta, on maalämmön lämpöker-roin hieman heikompi kuin muissa rakennustyypeissä, joissa lämpimän veden kulutus on pien-tä. Tällä perusteella käytettiin asuinkerrostaloissa ja sairaaloissa lämpökertoimena arvoa 3,0.

Laskennassa huomioitiin vain nykyisen E-lukulaskennan perusteena olevan standardikäytön mukainen laite-, valaistus- ja henkilökuorma. Erikoistiloja ja -järjestelmiä ei huomioitu, joten esimerkiksi sairaaloiden ja liikerakennusten osalta ei ole huomioitu mahdollisuuksia energiavir-tojen kierrätykseen.

Tarkastelun lopputuloksena oli, että alhaisin E-lukutaso saavutetaan yleensä maalämpöratkai-sulla ja korkein taso toteutuu yleensä kaukolämmöllä. Tällä perusteella on haarukoitu ehdotuk-sia nZEB-E-luvuiksi.

Energiamuotojen vaikutus eri rakennustyyppien nZEB-E-lukuun käy ilmi tämän raportin Liit-teessä 1 olevista kuvaajista.


5 Tulokset 5.1 Ehdotukset nZEB-E-luvuiksi

Laskentatarkastelujen perusteella kiteytyi asiantuntijoiden näkemys eri rakennustyyppien nZEB-E-lukutasosta, joka on saavutettavissa kustannuksiltaan ja energiansäästövaikutuksiltaan perusteltavissa olevilla ratkaisuilla.

Ehdotukset perustuvat seuraaviin lähtökohtiin:

• nZEB-E-lukutarkastelu on toteutettu kullekin rakennustyypille yleensä kahteen arkki-tehtuuriltaan ja kooltaan erilaiseen esimerkkirakennukseen

• kullekin esimerkkirakennukselle on laskettu ostoenergiankulutus edellä kuvatuilla toi-menpidepaketeilla (1–4 kpl vaihtoehtoista energiaa säästävien toimien pakettia raken-nustyypistä riippuen)

• E-luku eri lämmitysmuotovaihtoehdoilla (3–5 kpl eri rakennustyypeissä) on laskettu kullekin rakennustyypin esimerkkirakennukselle ja kullekin sen rakennustyypin toi-menpidepaketille sekä huomioiden lämmitysratkaisuun liittyvät vuosihyötysuhteet ja energiamuotokertoimet

• nZEB-E-luku eri lämmitysmuodoille kyseiselle rakennustyypille on esimerkkirakennus-ten laskentatulosten keskiarvo

• ehdotettu nZEB-E-luku kullekin rakennustyypille on kaukolämpötapaukselle saatu arvo (joka on suurin eri lämmitysmuotojen arvoista)

• nZEB-E-lukujen vaihteluvälin muodostavat rakennustyyppikohtaisesti eri lämmitys-muodoille laskettujen nZEB-E-lukujen ääriarvot

Alla esitetyssä kuvaajassa on esimerkkinä n-ZEB-E-lukutarkastelun tuloksista esitetty toimisto-rakennuksen E-luvut eri energiamuodoilla kun on huomioitu toimenpidepakettien keskiarvo ja rakennukseen teknisesti mahdollinen määrä aurinkosähkön tuotantoa. Ehdotettu nZEB-E-luku on kaukolämpötapaukselle ilman aurinkoenergiaa.


Kuva 5 Esimerkki nZEB-E-lukutarkastelun tuloksista, Toimistorakennukset.

Ehdotetut nZEB-E-lukurajat rakennustyypeittäin on esitetty tämän raportin Liitteessä 1. Yhteenveto tuloksista on esitetty alla olevassa kuvassa.

Kuva 6 Yhteenveto ehdotetuista nZEB-E-luvuista.

Nykyinen C-luokan raja (170 kWh/m²,a)

Nykyinen A-luokan raja (80 kWh/m²,a)

166

141

155 154

90

7886 85

80

6875 75

90

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

KAUKOLÄMPÖ MAALÄMPÖ PELLETTIKATTILA Energiamuotojen keskiarvo

kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a

Laskettujen rakennusten keskiarvo Toimenpidepakettien keskiarvo

Toimenpidepakettien keskiarvo + aurinkosähkö Ehdotus nZEB-raja-arvoksi

E-lukurajaD3/2012

Ehdotus nZEB-E-luvulle

Muutos nykyisestä

Pientalot * 154…204 120…204

Hirsitalot ** 180…229 140…245

Asuinkerrostalo 130 116 -11 %

Toimisto 170 90 - 47 %

Koulu 170 104 - 39 %

Päiväkoti 170 107 - 37 %

Liikerakennus 240 143 - 40 %

Liikuntahalli 170 115 - 32 %

Majoitusliikerakennus 240 182 - 24 %

Sairaala 450 418 - 7 %

Pientaloissa ja hirsitaloissa E-luvun vaatimusraja vaihtelee koon mukaan, tässä esitetyt kokoluokalle 270…100 m2


FInZEB-hankkeessa määritellyt nZEB-E-lukutasot tuovat eri rakennustyypeille eritasoisia muu-toksia nykyiseen rakentamismääräysten mukaiseen vaatimustasoon. Esimerkiksi asuinkerrosta-loissa kustannustehokkaita parannustoimenpiteitä on melko vähän eikä nykymääräyksien ta-sosta ole pitkä matka ehdotettuun nZEB-rajaan. Muissa rakennustyypeissä kustannuksiltaan ja energiansäästövaikutuksiltaan perusteltavissa olevia toimenpiteitä on enemmän kuin asuinker-rostaloissa ja muutos nZEB-E-lukutasoon on suurempi.

Kunkin rakennustyypin osalta esimerkkirakennusten E-luvun lähtötilanne eri lämmitysmuodoil-le ja toimenpidepaketit huomioiva E-lukuhaarukka sekä ehdotettu nZEB-E-luku kuvattiin nykyi-sen energiatodistuskäytännön mukaisella (ympäristöministeriön asetus 27.2.2013) kyseisen ra-kennustyypin energiatehokkuuden luokitteluasteikolla.

On huomattava, että tarkastelu perustuu melko pieneen otokseen rakennuksia ja kohteiden erityispiirteet ja perustapauksen energiankulutus, energiaa säästävien toimenpidepakettien vaikutus sekä lämmitysmuotovaihtoehtojen vaikutus aiheuttavat tuloksiin jonkin verran eroja. Tätä kuvataan alla olevassa kuvaajassa turkoosilla väripalkilla.

Säädösvalmistelussa tuleekin harkita lisätarkastelujen tekemistä lopullisen nZEB-E-luvun nume-roarvon asettamisessa.

Kuva 7 Esimerkki nZEB-E-lukukuvaajista, Toimistorakennukset.

Asuinkerrostaloa ja sairaalaa lukuun ottamatta ehdotetut nZEB-E-luvut osuvat kunkin raken-nustyypin osalta nykyisen energiatodistuskäytännön mukaisiin B-luokkiin. Asuinkerrostalojen ja sairaaloiden osalta ollaan C-luokassa.

Tämä osoittaa sen, että pääsääntöisesti energiatodistusluokan A saavuttaminen on melko haasteellista. Tämän hankkeen ehdotetuilla nZEB-E-lukutasoilla ei ole tarvetta lisätä todistusas-teikkoon A+ tai A++ energialuokkia.

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

AB

C

DE

F

G

nZEB-E-luku

Lasketut nZEB-E-luvut välillä 78 - 90 kWh/m²,a.Ehdotus nZEB-E-lukurajaksi: 90 kWh/m²,a.

Nykyinen minimivaatimus (Srmk D3/2012) uudisrakennuksille: luokka C, E-luku 170 kWh/m2,a.

Rakennustyypin energiatehokkuuden luokitteluasteikko ympäristöministeriön asetuksen 27.2.2013 mukaan.

Lähtötilanteen E-luvut Lähtötilanteiden E-luvut välillä 141 – 166 kWh/m2,a.

Tutkittujen rakennusten ja toimenpidepakettien 1-4 nZEB-E-lukujen ääripäät kaukolämmöllä laskettuna 83 – 98 kWh/m²,a.


Hankkeessa keskusteltiin siitä, miten energiaintensiivisiä toimintoja käsittävien ja tekniikaltaan monimutkaisten rakennusten kuten sairaaloiden ja suurten liikerakennusten kanssa tulisi toi-mia. Niissä E-lukutyyppinen tarkastelu ei välttämättä toimi tarkoituksenmukaisesti hanketta ohjaavana, vaan energiaa säästävät ratkaisut toteutetaan hankekohtaisten reunaehtojen pe-rusteella. Tämä asia jää säädösvalmistelussa ratkaistavaksi.

5.2 Lähes nollaenergiarakennuksen ominaisuudet

FInZEB-hankkeessa määriteltiin ehdotus ominaisuuksista, jotka lähes nollaenergiarakennuksen tulee täyttää. Ehdotuksena on, että lähes nollaenergiatarkastelu tulee perustumaan tarkaste-luun, jossa joidenkin vaatimusten toteutuminen on osoitettava rakennuslupaa haettaessa ja loppujen vaatimusten on täytyttävä käyttöönottotarkastukseen mennessä.

Ehdotetut vaatimukset kohdistuvat

• rakennuksen energiankäyttöä kuvaavien laskennallisten suureiden esittämiseen, • rakentamisen laadun varmistamiseen liittyvien mittaustulosten esittämiseen, • rakennuksen laadukkaan ja asianmukaisen käytön ja ylläpidon mahdollistavien ohjei-

den laatimisen vaatimiseen.

Vaatimuksia on havainnollistettu alla esitetyllä ”sipulikuvaajalla”.

Kuva 8 Lähes nollaenergiarakennukselta edellytetyt ominaisuudet.


Rakennuksen lämpöhäviötarkastelulla (tasauslaskennalla) varmistetaan, että vaipparakenteet, tiiviys ja ilmanvaihdon lämmöntalteenotto ovat tarkoituksenmukaiset ja täyttävät vertailuar-vot. Nykyisiä laskennan vertailuarvoja nähdään mahdolliseksi jossakin määrin tiukentaa, esi-merkiksi ikkunoiden U-arvon ja ilmanvaihdon lämmöntalteenoton hyötysuhteen osalta.

Lämmön talteenottolaitteet tulevat kehittymään ilmanvaihtokoneiden ekosuunnitteludirektii-vin vaikutuksesta. Vertailuarvona voi olla mahdollista käyttää esim. vuosihyötysuhdetta 60 % muille rakennustyypeille kuin sairaaloille.

Ikkunoiden osalta markkinoilla käytetään yleisesti jo U-arvoltaan 0,8 W/m2,K ikkunoita ja on odotettavissa, että tätä parempia ikkunoita tulee markkinoille lähivuosina.

Tiukennukset vertailuarvoihin voidaan määritellä säädösvalmistelun yhteydessä suoritettavissa laskentatarkasteluissa.

Rakennuksen sähköteho otettiin uutena tekijänä mukaan energiatehokkuuden vaatimuksiin. Tavoitteena on kiinnittää nykyistä enemmän huomiota rakennusten sähköä kuluttavien järjes-telmien suunnitteluun ja käyttöön.

Rakennuksen sähkön huipputeho lasketaan ja esitetään rakennuslupavaiheessa, päivitetyt tie-dot voidaan määrittää käyttöönottovaiheessa. Laskenta toteutetaan voimassa olevien (ja tule-vaisuudessa päivittyvien) laskentaohjeiden mukaisesti.

Lähes nollaenergiarakennuksen yhtenä tavoitteena voisi olla, että tietty osuus rakennuksen laskennallisesta huipputehosta olisi kysynnän jouston piirissä. Osuudet määritetään rakennus-tyyppikohtaisesti ennen säädösvalmistelua toteutettavissa jatkoselvityksissä.

Huipputehoa voidaan rajoittaa teknologian ja automatiikan keinoin kun asia on tiedostettu suun-nittelussa. Tavoitteena on, että kysynnän jousto toteutuisi markkinalähtöisesti. Teknologia on olemassa ja SmartGrid-ratkaisut yleistyvät. Todennäköistä on myös, että tehotariffit yleistyvät.

Energiakustannuksiin merkittävästi vaikuttava sähkön pohjakuorma (jatkuva pohjateho) tulee huomioiduksi osana tavoite-energiankulutuksen laskentaa.

Kokonaisenergiankulutus nZEB-E-luku lasketaan ja esitetään rakennuslupaa haettaessa. Ra-kentamismääräykset määrittelevät tulevaisuudessa nZEB-E-luvuille raja-arvot eri rakennustyy-peille. Tällä tarkoitetaan nykyisestä käytännöstä kehitetyin E-lukulaskentasäännöin laskettua ja joko nykyisin tai mahdollisesti päivitetyin energiamuotokertoimin painotettua ostoenergian ku-lutusta.

nZEB-E-luvun lisäksi rakennuslupahakemukseen liittyvässä energiaselvityksessä esitetään nyky-käytäntöä vastaavalla tavalla rakennukselle laskettu vuotuinen energian tarve ja sen jakautuma eri käyttötarkoituksiin sekä E-luvun laskentaperusteena oleva ostoenergian jakauma eri ener-giamuodoille.

nZEB-E-lukua käytetään ensisijaisesti rakentamismääräysten vaatiman energiatehokkuuden ta-son saavuttamisen osoittamiseen. Myös tietyn rakennustyypin sisällä energiatehokkuuden ver-tailuja tehtäessä E-luku toimii yksinkertaisena tunnuslukuna.

On tärkeää tiedostaa, että E-luvussa ei huomioida rakennuksen kaikkia toimintoja eikä erikoisti-loja ja myös todellinen käyttöaika ja kuormitus ja ilmanvaihtomäärät, jne. poikkeavat myös yleensä standardiarvoista. Todellisuutta vastaava energian kulutus on laskettava erikseen, ra-kennuksen todellinen käyttö ja kuormitus sekä teknisten järjestelmien ominaisuudet huomioi-den. Suunnitteluratkaisuvaihtoehtojen todellisen kannattavuuden vertailun ja valinnan tulisi


perustua aina tähän todelliseen kulutukseen ja sitä käyttäen tehtyyn elinkaarikustannustarkas-teluun.

Muut vaatimukset sisältävät rakennuslupavaiheessa ja käyttöönottovaiheessa kohteesta esi-tettäviä laskentatuloksia ja tarkasteluita. Vaatimuksia voitaisiin esittää runsaastikin, mutta FIn-ZEB-hankkeessa päädyttiin ehdottamaan muutamaa energiankäytön ja sisäolosuhteiden kan-nalta oleellisinta.

Rakennuslupaa haettaessa esitetään

• asuinkerrostalojen osalta kesäajan sisälämpötilojen tarkastelut (ylilämpenemisen es-täminen),

• ilmanvaihtojärjestelmien sähkötehokkuuden tarkastelut, • RER-luvun laskennan tulokset (huomioi uusiutuvan energian osuuden ostoenergiasta ja

mahdollisen paikalla tuotetun uusiutuvan energian), • alustava energiatodistus.

Käyttöönottovaiheessa esitetään

• rakennuksen tiiviysmittauksen tulokset (lukuun ottamatta pientaloja, joille mahdolli-sesti kevyempi menettely),

• kohteen erityisominaisuudet huomioiva laskennallinen tavoite-energiankulutus, jossa on huomioitu myös käytön aikainen jatkuva sähkön pohjakuorma,

• rakentamisvaiheen tiedoin päivitetty energiatodistus, • käytön ja ylläpidon tarpeisiin laaditut energiatehokkuuden ohjeet kyseiseen kohtee-

seen, • dokumentit siitä, että energiaa käyttävien järjestelmien suunnitelmanmukaisuus ja

toimivuus on varmistettu.

FInZEB-työryhmässä pohdittiin myös mahdollisuutta esittää ”muina vaatimuksina” listaa omi-naisuuksista, selvityksistä ja laskennoista, jossa osa asioista olisi pakollisia ja osa valinnaisia. Va-linnaisista kohdista tulisi täyttää esimerkiksi viisi kymmenestä. Tällaista menettelyä noudate-taan rakennusten ympäristöluokitusjärjestelmissä, joten tilanne on useille rakennuttajille ja kiinteistönomistajille jo tuttu. Pakollisia asioita voisi olla osa yllä mainituista (mm. energiatodis-tus, ylilämpenemistarkastelut, tiiviysmittaustulokset, tavoite-energiankulutus, jne.).

Valinnaisia seikkoja voisivat olla esimerkiksi

• Ulkovaipan lämpökamerakuvaus • Energiamittarointi perustasoa parempi • Kuormien ohjausmahdollisuus • Valaistustarkastelu mallinnuksen avulla, tehot ja ohjausmahdollisuudet • Energiavirtojen kierrätys huomioitu • Tuotettua uusiutuvaa energiaa viedään verkkoon • Käyttäjien ohjeet ja opastus • Käyttöönoton energiakatselmus • jne.

Tämä lähestymistapa ehdotetaan pidettäväksi mielessä uusiin säädöksiin liittyviä ohjeistuksia tehtäessä esimerkkeinä ja mahdollisina toimintatapoina.


5.3 Taserajat

5.3.1 Lähellä tuotettu energia

FInZEB-hankkeessa linjattiin, mikä on direktiivin mukaista ”lähellä tuotettua” uusiutuvaa ener-giaa sekä päätettiin esittää kohteessa tuotetun uusiutuvan energian ulosmyynnin sallimista, mikä ei ole mahdollista nykyisin voimassa olevin laskentasäännöin.

Ehdotusta laadittaessa periaatteena oli, että sopimustekninen ”kikkailu” haluttiin välttää. Ra-kennuslupavaiheessa tehty uusiutuvan energian hankintasopimus ei ole välttämättä pitkäaikai-nen eikä toteudu välttämättä rakennuksen valmistuessa. Energian hankintaan liittyviä si-toumuksia ei myöskään voida rakennuksen käyttäjien puolesta vielä lupavaiheessa tehdä. Tä-mä johti siihen päätelmään, että lähellä tuotetun energian tuotantojärjestelmän tulee olla ra-kennukseen liittyvä tekninen ominaisuus ja kiinteistön osa, ei käyttäjien ja sopimusten mukaan vaihtuva tilanne.

Päädyttiin siihen, että lähellä tuotettu uusiutuva energia voidaan ottaa ostoenergiaa vähentä-vänä huomioon, mikäli se on kytketty energiamittarin ”sisäpuolelle”. Tämä tarkoittaa, että ton-tilla tai sen ulkopuolella sijaitseva tuottolaitteisto on suoraan kytketty rakennukseen siten, että ko. energiamäärä on erikseen mitattavissa rakennuksessa. Lähituotanto ei siis tässä ehdotetus-sa järjestelyssä kulje yleisen energiaverkon kautta, mutta käytännön toteutukseen on useita teknisiä vaihtoehtoja. Lähellä tuotetun ja kohdekohtaisesti hyödynnetyn uusiutuvan energian määrän tulee olla mitattavissa.

Kuva 9 Lähes nollaenergiarakennuksen energiavirrat ja taserajat.

TILOJENENERGIANTARVELämmitysJäähdytysIlmanvaihtoKäyttövesiValaistusKuluttajalaitteet

Tontin raja = kokonaisenergiankulutuksen taseraja

lämmitysenergia

jäähdytysenergia

valaistussähkö

polttoaine

ENERGIAN-KULUTUS

TALO-TEKNISET JÄRJESTELMÄT

Energian kulutus ja tuotto

Järjestelmähäviöt ja muunnokset

sähkö

Uusiutuva oma-varaisenergia

kaukolämpökaukojäähdytys

sähkö

Auringon säteily ikkunoiden läpi

Lämmönsiirto vaipan läpi

NETTOTARPEET

OSTOENERGIA

MUUALLE VIETY ENERGIA

(uusiutuva/ uusiutumaton)

kuluttajalaitesähköLämpökuorma ihmisistä

Uusiutuvan energian tuottojärjestelmät

läm

pöen

e.

sähk

ö

jääh

dyty

sen.

Energian-kulutuksen taseraja

jäähdytysenergialämmitysenergiaNettoenergian-

tarpeen taseraja

Lähellä tuotettu uusiutuva energia

Energiamittari


Lämpöpumput, joilla on ulkoinen lämmönlähde (esimerkiksi porakaivokenttä), käsitellään uu-siutuvan energian tuottojärjestelmänä, jolloin uusiutuvan omavaraisenergian nuoli kuvaa myös lämpöpumpun lämmönlähteestä ottamaa energiaa. Toisaalta poistoilmalämpöpumppu toimii taserajan sisällä siten, ettei se hyödynnä uusiutuvaa omavaraisenergiaa.

Esitetty ”lähellä-määritelmä” toimii myös RES-direktiivissä esitetyn RER-luvun (Renewable Energy Ratio) laskennassa.

Alue- ja kaukoenergian rajanvetoon olisi kehitettävä määrittelyt. Samoin rakennuslupamenette-lyn/käytännön ratkaistavaksi jäävät kysymykset, miten tontin ulkopuolella olevien tuottolaitteis-tojen toteutuminen varmistetaan ja miten ne hyväksytään E-lukulaskennassa huomioitavaksi.

Tällaisia tulkintoja kaipaavia ratkaisuja ovat mm. seuraavat: Lähellä tuotettu uusiutuva lämpö, jota ei syötetä yleiseen verkkoon, lasketaan todellisen polttoaineen (uusiutuvan) ja hyötysuh-teen/häviöiden mukaan – ei kaukolämpönä. Vastaavalla tavalla paikalliset ja rakennusryhmä-kohtaiset ”kaukokylmäkontit” ovat vedenjäähdytyskoneita ko. ratkaisun kylmäkertoimella ja sähkön energiamuotokertoimella – ei kaukokylmää.

5.3.2 Energian ulosmyynti

FInZEB-hankkeessa ehdotetaan, että energian rakennuksessa tuotetun uusiutuvan energian ulosmyynnin tulisi olla mahdollista ja E-lukuhyödyn huomioiminen tulisi voida ottaa huomioon tietyin rajoituksin ja laskentasäännöin. Tämä voitaisiin ohjeistaa esimerkiksi määrittelemällä kuukausitason rajaus myynnille ja myös ”ulosmyynnin kerroin” varsinaisen energiamuotoker-toimen lisäksi.

Ulos myytävää energiaa voitaisiin rajoittaa esimerkiksi rajaamalla kuukausittainen ulosvienti korkeintaan rakennuksen kuukausittaista kulutusta vastaavaksi. Uusiutuvan energian tuotanto ja hyödyntäminen rakennuksessa tulisi laskea tuntitasolla, jotta tuotannon ja kulutuksen mah-dollinen eriaikaisuus tulee huomioiduksi. Vaikka tarkastelussa ovat energian kuukausitaseet, tulee laskennan kuitenkin tapahtua tunneittain.

Energian ulosviennin sallimisella halutaan antaa mahdollisuus uusiutuvan energian tuotannon lisäämiselle markkinalähtöisesti, mutta estämällä kuitenkin rakennuksen huonon energiate-hokkuuden kompensointi ylisuurella uusiutuvan tuotannolla. Ulos myytävän energian erilainen kerroin huomioi energian eriarvoisuuden eri aikoina ja korreloi hintatekijöiden kanssa. Ulos-myyntiä tapahtuu todennäköisimmin kesällä, kun energian tarve on pienimmillään ja energian hinta alhaisimmillaan.

Järjestely vaatii erilaisten tilanteiden tarkastelua ja laskentasääntöjen kehittämistä.

5.3.3 Energiavirtojen kierrätys

Energiavirtojen kierrätys on merkittävä energiansäästökeino rakennuksissa, joissa on ympäri-vuotisessa käytössä olevaa laitekuormaa (sairaalat, datakeskukset, kylpylät, yms.) ja jäähdytys toimii jatkuvasti. Laitteiden lämpökuormaa poistavan jäähdytysjärjestelmän lauhdelämpö voi-daan kierrättää joko matalalämpötilaiseen lämmitysjärjestelmään tai lämpimään käyttöveteen. Lämpöpumpun avulla kierrätysmahdollisuudet ovat monipuoliset.

FInZEB-hankkeessa päädyttiin linjaamaan, että energian kierrätys voidaan huomioida energia-laskennassa jos lähde on standardikuormaan ja -käyttöön perustuvassa laskennassa mukana. Useimmissa rakennustyypeissä standardikuorma on kuitenkin teholtaan niin pieni, ettei ympä-rivuotista jäähdytystarvetta esiinny.


Tällaiset ratkaisut tulisi aina tarkastella tapauskohtaisin lähtötiedoin (kuormat, käyttöajat) ja tarkastella ratkaisuvaihtoehtojen kannattavuutta.

Ruokamarkettien osalta tulee harkita oman rakennustyypin luomista, jolloin kaupan kylmäjär-jestelmät voidaan ottaa mukaan laskentaan ja kierrätys huomioon, jos ne ovat osa kyseisen ra-kennustyypin standardikuormaa ja -käyttöä.


6 Erityistarkastelut FInZEB-hankkeen tulokset kannustavat oletettavasti hyviin ja energiatehokkaisiin sisäilmasto-ratkaisuihin liittyvien teknologioiden ja suunnitteluratkaisujen kehittymiseen. Erityistarkaste-luilla varmistettiin, että hyvät sisäolosuhteet on saavutettavissa myös nZEB-rakennuksissa.

Tulevaisuuden lähes nollaenergiarakennuksessa

• Oletetaan käytettävän teknologiaa, joka mahdollistaa sisäilmaston ja valaistuksen hy-vän laadun

• Sisäilman laatu on yhtä hyvä kuin ennenkin ja osittain parempikin tarpeenmukaisten ohjauksien johdosta

• Olosuhteet ovat lämpötilan ja sisäilman osalta hyvin hallinnassa, tarpeenmukaisuus tu-lee hyvin todennäköisesti lisääntymään olosuhteiden ylläpidossa

• Rakenteiden kosteustekninen toiminta ei poikkea nykyisestä.

6.1 Rakennusfysiikka Ehdotetut nZEB-E-lukutasot eivät edellytä rakenteiden U-arvojen parantamista nykyisestä mää-räystasosta (2012). Rakenteiden rakennusfysikaaliset ominaisuudet eivät siis tule muuttumaan, joten tähän liittyviä tarkasteluja ei hankkeessa toteutettu.

Rakenteiden parantaminen passiivitasoon on kuitenkin esimerkiksi pientaloissa yksi huomioon otettava keino harkittaessa vaihtoehtoisia tapoja nZEB-E-lukutasojen saavuttamiseen.

Lähtökohtana lähes nollaenergiarakentamisessa on, että rakenteet ja rakennedetaljit on hyvin suunniteltu.

6.2 Sisäolosuhteet Lähes nollaenergiarakentamiseen liittyvän säädösvalmistelun kanssa samanaikaisesti tapahtuu sisäilmastoasioiden kannalta merkittäviä uudistuksia: asumisterveysasetus uusitaan, sisäilmas-toon liittyvät rakentamismääräysten osat D2, C3 ja C4 uusitaan ja rakenne muutetaan sekä si-säilmastoluokitus päivitetään. Päivitystyön tulokset tulee huomioida energiatehokkuusmäärä-yksiä kehitettäessä.

6.2.1 Sisälämpötilojen hallinta kesäaikana

Nykyisissä rakentamismääräyksissä (D3/2012) edellytetään, että rakennuslupaa haettaessa on esitettävä laskelma, jolla osoitetaan, etteivät sisätilat lämpene kesällä haitallisesti. Laskelma tu-lee tehdä dynaamisella laskentaohjelmalla eli simulointiohjelmalla, joka käyttää tunnittaista laskentaa.

Lämpötilojen hallintaa koskeva vaatimus kohdentuu ensisijaisesti asuntoihin. Muissa kuin asuinrakennuksissa käytössä on yleensä koneellinen jäähdytys, jolloin ylilämpeneminen ei yleensä ole ongelma. Pientalot ovat asuinkerrostaloihin verrattuna yleensä vähemmän ongel-mallisia, sillä yleensä niissä on mahdollisuus läpivetoon ja maalämpökohteissa voidaan maapii-riä käyttää myös tilojen viilennykseen.

Kesäajan sisälämpötilojen hallintaan voidaan vaikuttaa suunnitteluvaiheessa ja käyttämällä so-veltuvia simulointityökaluja. Merkittävimmät keinot ylilämpenemisen estämiseksi ovat arkki-


tehtonisia ja rakenteellisia (tilojen sijoittelu, julkisivujen suuntaus ja aukotus, ulkopuoliset au-ringonsuojaukset, jne.).

Asuntojen huonelämpötila riippuu voimakkaasti

• Ilmanvaihdon ilmavirran muutoksista ja ilmavirran kesäajan tehostamismahdollisuu-desta (asuntokohtaisessa ilmanvaihdossa)

• Ikkunoiden lämpösäteilyn läpäisystä ja lämmöneristyksestä • Ikkunoiden auringonsuojauksista (ulkopuoliset, sisäpuoliset) • Valaistuksen tehosta (asunnoissa käytännössä laskentasääntöasia) • Säästä ja ilmaston muuttumisesta

Huonelämpötilaan vaikuttaa vähemmän tai ei juuri ollenkaan

• Kylmäsillat rakenteissa ja rakenteiden eristys • Ovien eristys ellei kyseessä ole ikkuna-ovi (pääasiassa lasia) • Rakennuksen tiiveys tietyissä varsin laajoissa rajoissa (kun tehdään hyviä rakennuksia)

FInZEB-hankkeessa linjattiin, että vaikka pääasiallinen näkökulma on kerrostalojen ylilämpe-nemisessä, myös pientaloissa sisälämpötiloihin tulisi kiinnittää huomiota. Dynaamisen lämpöti-lasimuloinnin käyttö on suositeltavaa, mutta pientaloissa myös muut tarkastelutavat ovat mahdollisia. Yksinkertaistettu suunnitteluvaiheen tarkistuslista tai tyyppitalojen tilasimuloinnit voisivat olla pientalojen osalta mahdollisia keinoja.

Asuinkerrostalojen ylilämpenemistarkastelut simuloitiin nykyisellä laskentasäällä (2012) sekä li-säksi Ilmatieteen laitoksen julkaisemilla skenaarioilla tulevaisuuden keskimääräisestä vuo-sisäästä (2050 ja 2100).

Kuva 10 Esimerkki kerrostaloasunnon lämpötilatarkastelusta. Asteikko vasemmalla on astetuntien määrä, jolloin sisälämpötila ylittää sallitun maksimitason 27 ⁰C kesäkaudella 1.6.–31.8.


Tehdyt lämpötilasimuloinnit osoittavat, että

• Huonelämpötilan hallintavaatimus täyttyy kaikissa kolmessa simuloidussa tapauksessa 2012 säällä (2 asuntoa, joista toisessa 2 hieman toisistaan poikkeavaa laskentatapausta)

• Tulevaisuuden 2050 ja 2100 sääarvioilla nykyisin voimassa oleva huonelämpötilan hal-lintavaatimus ei täyty

• 2050 sään mukainen tilanne on hallittavissa, mikäli ulkopuolisia auringonsuojauksia pa-rannetaan

Johtopäätöksenä oli, että mikäli ilmasto lämpenee tämän hetken arvioiden mukaan, voi asun-tojen koneellinen jäähdyttäminen muuttua tarpeelliseksi.

Asuinkerrostalojen sisälämpötilojen hallintaa on käsitelty tarkemmin Taustaraportin osassa 7 Tulevaisuuden sää ja sisälämpötilatarkastelut.

6.2.2 Tarpeenmukainen ilmanvaihto

Tarpeenmukaista ilmanvaihtoa käytettiin FInZEB-hankkeen energiatarkasteluissa energiaa säästävänä toimenpiteenä muutoin kuin asuinrakennuksissa seuraavasti

• Toimisto- ja liikerakennuksissa, kouluissa, päiväkodeissa, liikuntahalleissa ja majoitus-liikerakennuksissa (mm. hotellit, hoitokodit) tiloissa, joiden käyttö vaihtelee – tyypilli-sesti ryhmä- ja kokoontumistilat sekä jossakin määrin työtilat

• Sairaaloissa tarpeenmukaista ilmanvaihtoa voidaan käyttää yleensä hyvin rajoitetusti • Kuormitusvaihtelun oletettiin noudattavan tilatyyppikohtaisia läsnäoloprofiileita (Finvac)

Muiden kuin asuinrakennusten osalta tarpeenmukaista ilmanvaihtoa on simuloitu FInZEB-laskennoissa IDA-ICE-ohjelmalla erilaisissa tyyppitiloissa lämpötila- ja CO2-ohjauksia ja sisäil-mastoluokituksen S2 hiilidioksidipitoisuuden raja-arvoja käyttäen, jolloin

• Tarkoituksena on taata kohtuulliset sisäolosuhteet keskimääräisessä käytössä • Energiasimuloinneissa on käytetty S2 sisäilmastoluokkaa, jossa maksimi hiilidioksidipi-

toisuus saa olla 900 ppm

FInZEBin laskelmat sisältävät oletuksen keskiarvoisesta rakennuksien käytöstä ja kuormitukses-ta – todellisuudessa tarpeenmukaisten ohjauksien käyttömahdollisuudet, toimintaperiaatteet ja raja-arvot tulee määritellä todellisen tarpeen ja tilojen kuormituksen ja käytön mukaan.

Asuinrakennuksissa ilmanvaihdon minimimäärää määrittelee ihmisten lisäksi rakenteista ja ma-teriaaleista, talon toiminnoista ja esineistä aiheutuva tuuletustarve. Kosteudenpoisto ja sisäil-man kosteudenhallinta on myös eräs asuinrakennusten ilmanvaihdon tärkeä tehtävä. Energia-tarkasteluissa on huomioitu D3/2012 määrittelemällä tavalla asukkaan mahdollisuus säätää asunnon ilmanvaihtoa.

Myös asuinrakennuksissa tarpeenmukaisella ilmanvaihdolla on saavutettavissa energiansäästöä.

6.2.3 Valaistus

Lähes nollaenergiarakennuksen keskeisiä ominaisuuksia on energiatehokas ja tarpeenmukai-sesti ohjattu valaistus.

FInZEB-valaistusryhmä on laatinut oman raporttinsa, joka korostaa valaistuksen laadun kytkemis-tä energiatarkasteluun ja suunnittelun yhteydessä tehtävien valaistussimulointien merkitystä.


Keskeiset poiminnot valaistusraportista.

• Valaistuksen energialaskenta tehdään suunnittelun alkuvaiheessa ensisijaisesti kiintei-siin valaistuksen neliöllisiin keskitehoihin, käyttötunteihin ja käyttöasteisiin perustuen. Valaistuksen valaistusenergia ja lämpökuorma vaihtelee merkittävästi vuoden- ja vuo-rokaudenajan mukaan, mutta ne lasketaan nykyisessä laskentamallissa aina vuositasol-la, joten tarkempi laskentamalli on toivottava.

• Laskentasäännöt antavat mahdollisuuden määrittää kohteeseen D3:n rakennustyyppi-kohtaisesta standardiarvosta poikkeavan valaistustehon, jos valaistuksen laadulliset vaatimukset kohteessa täyttyvät ja laskentatulokset perustellaan erikseen. Rakenta-mismääräyksissä tulisi määritellä valon ja valaistuksen laadulliset vaatimukset.

• Valaisintehoa merkittävämpi tekijä valaistuksen energiankulutukselle on valaistuksen ohjaus, joka vaikuttaa valaistuksen keskitehoon, käyttöaikaan ja käyttöasteeseen.

• Valaistustehon poikkeuksien laskenta esimerkiksi standardiin SFS-EN 12464-1 perustu-en on nykyisessä suunnitteluprosessissa usein hankalaa tai mahdotonta, koska energia-laskenta tehdään hyvin varhaisessa vaiheessa suunnitteluprosessia.

• Valaistusratkaisua tulee tarkastella kokonaisuutena, jossa huomioidaan mm. valaisin-ten asennustehot, käyttöprofiilit, päivänvalo, valaistava ympäristö ja erilaisten ohjaus-ten ja valaistustilanteiden vaikutukset. Rakennuksien valaistuksen energiankulutukselle tulee määrittää raja-arvot muodossa kWh/m2,a, joihin kohteesta tehtyjä energialas-kelmia verrataan.

• Valaistuksen energiankulutus on moninaisten muuttujien summa, jonka laskenta tulisi tehdä ensisijaisesti mallintaen tai tarkkaan laskentaan perustuen. Laskennassa tarvit-tavien tilojen käyttöprofiilien ja muiden lähtötietojen määrittämisessä tulisi hyödyntää olemassa olevia valaistuksen energialaskentastandardeja, joita mm. mallinnusohjel-mistot jo nykyisellään käyttävät.

Valaistuksen energiatehokkuutta ja huomioimista E-luvun laskennassa on käsitelty tarkemmin Taustaraportin osassa 10 Valaistuksen laadullisten tekijöiden ja energialaskennan määrittely FInZEB-hankkeelle.


7 nZEB-vaatimusten vaikutuksia toimintakentässä Lähes nollaenergiarakennuksen toteuttaminen vaatii panostusta läpi koko rakennusprosessin. Energiatehokkaan kokonaisuuden aikaansaaminen edellyttää keskeisten osapuolien sitoutu-mista haastaviin tavoitteisiin sekä rakennuksen kokonaisvaltaista ja huolellista suunnittelua, to-teutusta ja käyttöönottoa.

Lähes nollaenergiarakentaminen tulee vaikuttamaan koko rakentamisen prosessiin. Prosessin ja toimintatapojen kehittyminen edellyttää panostusta ja koko toimintaketjun yhteistyötä. Li-säksi tarvitaan koulutusta ja opastusta eri tahoilla.

Tässä luvussa käsitellään lähes nollaenergiarakentamiseen siirtymisen vaikutuksia eri osapuo-lien kannalta.

7.1 Päästövaikutukset

FInZEB-hankkeessa ehdotettujen nZEB-E-lukutasojen vaikutusta Suomen uudisrakentamisen energiankulutukseen ja päästöihin tarkasteltiin yksinkertaisella laskennalla.

Laskennan lähtötiedot:

• uudisrakentamisen määrä perustuu eri rakennustyyppien osalta vuoden 2012 raken-nuslupatilastoihin

• rakennuslupaindeksin 2009–2014 mukaan rakennuslupien määrä on ollut 2014 noin 20 % alemmalla tasolla kuin 2012 tilasto, muuten vertailujaksolla 2009–2013 lupien määrä on vaihdellut +/- 10 % vuosittain.

• energiankäytön väheneminen on laskettu D3/2012 edellyttämien rakennustyyppikoh-taisten E-lukujen ja FInZEB-hankkeessa ehdotettujen nZEB-E-lukutasojen erotuksena

• lämmitysenergiamuodoksi on oletettu yksinkertaistuksen vuoksi kaukolämpö kaikissa rakennustyypeissä

• kaukolämmön ja sähkön CO2-päästöt on arvioitu Motivan ja Energiateollisuus ry:n jul-kaisemien tietojen perusteella noin 2014 tasoa vastaaviksi

Tarkastelun tulokset

• E-lukurajojen muutoksesta aiheutuva vähennys uudisrakennusten energiankulutuksessa 146 GWh/a kun rakentamisen volyymi ja jakauma on vuoden 2012 lupamäärää vastaava, vuoden 2014 lupamäärällä säästyvä energiamäärä on karkeasti arvioiden 15–20 % pie-nempi

• energiankäytön muutoksesta aiheutuva CO2-päästöjen vähennys 146 GWh/a energia-määrällä on noin 28 300 tonnia vuodessa vastaten arviolta 10 500 auton keskimääräi-siä vuosittaisia CO2-päästöjä

7.2 Osaamisen lisäämistarpeet

Lähes nollaenergiarakentamiseen siirryttäessä tiedon lisääminen ja osaamisen varmistaminen on tarpeen rakentamisprosessin kaikissa vaiheissa.

Osaamisen lisäämiseen liittyviä tarpeita on nähtävissä seuraavilla osa-alueilla:

• uusien määräysten vaikutukset (eri osapuolet, erityisesti rakennusvalvonta, omistajat, rakennuttajat, suunnittelijat, energiakonsultit)


• energiatavoitteiden asettaminen ja seuranta rakennuttamisprosessissa (omistajat, ra-kennuttajat, rakennuttajakonsultit, energiakonsultit)

• uudet teknologiat ja erilaisten järjestelmien yhteensovitus (suunnittelijat, urakoitsijat, ylläpito)

• tarpeenmukaiset ohjaukset (suunnittelijat, urakoitsijat, energiakonsultit, ylläpito) • ilmavuotojen ja kylmäsiltojen estäminen (suunnittelijat, urakoitsijat) • käyttöönottomenettelyt ja -tarkastukset sekä niiden aikataulutus (rakennuttajat, ra-

kennuttajakonsultit, urakoitsijat) • energiaa käyttävien järjestelmien toiminnan varmistaminen (rakennuttajat, rakennut-

tajakonsultit, urakoitsijat, suunnittelijat, energiakonsultit, ylläpito) • energiaseurannan mahdollistavat ratkaisut (rakennuttajat, rakennuttajakonsultit, ura-

koitsijat, suunnittelijat, energiakonsultit, ylläpito) • energiatehokas kiinteistöjen käyttö (omistajat, käyttäjät, ylläpito) • takaisinkytkentä laitetoimittajille teknologioiden toiminnasta käytännössä • uusien alan ammattilaisten koulutusaineiston uudistus ja alan opettajien osaamisen

päivittäminen.

7.3 Energiamarkkina

Tähän kappaleeseen on tuotu poimintoja FInZEB-hankkeessa laaditusta Energiantuotantoket-jut-aineistoselvityksestä (Taustaraportin osa 9):

Aurinko- ja kaukolämmön yhteensopivuutta kaupunkien sähkön ja lämmön yhteistuotannon järjestelmiin tulisi tutkia lisää, jotta löydettäisiin tavat hyödyntää aurinko- ja maalämpöä ilman, että aiheutetaan päästöjen kannalta negatiivisia kerrannaisvaikutuksia. Lämmön ja sähkön yh-teistuotannon vähentäminen ei ole järkevää, jos korvaavana sähköntuotantona on hiililauhde muualla sähköjärjestelmässä.

/Rakennetun ympäristön hajautetut energiajärjestelmät, Suomen Ilmastopaneeli, Raportti 4/2013/

Kaukolämpöliiketoimintaa harjoittavien yritysten luonnollisin rooli on aurinkolämmön osto ja myynti. Lisäksi kaukolämpöyrityksillä voi olla rooli aivan aurinkolämmön elinkaaren ensimmäi-sestä vaiheesta (aluesuunnittelu) lähtien, sillä kaukolämpöyritykset voivat hyödyntää kauko-lämpöjärjestelmän tuomia synergiaetuja täysimääräisesti sekä paikallistuntemustaan.

Mikäli kaukolämpöyhtiöt alkavat ottamaan vastaan asiakkaan tuottamaa aurinkolämpöä tulee lisäksi pohdittavaksi verkkoon syötetyn lämmön arvon määrittäminen sekä siitä mahdollisesti maksettava korvaus ja muut sopimuksiin liittyvät kysymykset.

/Aurinkolämmön liiketoimintamahdollisuudet kaukolämmön yhteydessä Suomessa, Energiateollisuus ry, 2013/

Keskitetty sähkön tuotanto on perinteisesti kytkeytynyt siirtoverkkoon ja sähköä on siirretty yksisuuntaisesti jakeluverkossa kuluttajille. Vaikka keskitettyä tuotantoa tulee olemaan jatkos-sakin, pienentyy sen rooli. Hajautettu tuotanto sijaitsee usein lähellä kulutusta ja kytkeytyy suoraan jakeluverkkoon, minkä vuoksi verkossa siirrettävän energian määrä pienentyy. Koska ohjaamaton hajautettu tuotanto (tuuli ja aurinko) on ajallisesti vaihtelevaa, joudutaan sähköä kuitenkin ajoittain siirtämään alueiden välillä, minkä vuoksi verkon huipputehot eivät todennä-köisesti pienenny. Myös loppukäytön muutokset vaikuttavat samansuuntaisesti, eli tehon tarve ei välttämättä pienenny, vaikka siirrettävän energian määrä pienentyisikin. Hajautetun tuotan-non ohella jakeluverkkoon tulee liittymään myös ohjattavaa kulutusta ja energiavarastoja, min-


kä seurauksena jakeluverkon rooli koko energiajärjestelmän tehotasapainon kannalta kasvaa, mitä tukee älykkäiden sähköverkkojen (smart grids) kehittyminen.

/Polkuja vähähiiliseen tulevaisuuteen, LUT Energia, 2013/

Älykkäiden verkkojen tehokas hyödyntäminen vaatii verkon teknisten ratkaisujen lisäksi verkon kehittämiseen ja ylläpitämiseen liittyvien vastuualueiden selkeää määrittämistä ja tarpeelliseksi koetun sääntelyn kehittämistä ja toimeenpanoa.

Sekä kysyntäjouston että sähkön varastoinnin kehittymisen ja kannattavuuden kannalta on olennaista, että sähkön markkinahinnan vaihtelu heijastuu sähkönkäyttäjille. Käyttäjillä tulisi olla riittävä motiivi ohjata kuormiaan sähköjärjestelmän kannalta mahdollisimman järkevästi. Hajautetun uusiutuvan energian tuotannon potentiaalin toteutuminen edellyttää teknis-taloudellisen kilpailukyvyn lisäksi toimivaa energiamarkkinaa ja -järjestelmää.

/Pienimuotoisen energiantuotannon edistämistyöryhmän raportti, TEM julkaisuja, 55/2014/

7.4 Kaupunkisuunnittelu

Kuntien rooli pienimuotoisen uusiutuvan energiantuotannon lisäämisessä on keskeinen. Kun-nalla on laaja harkintavalta päättäessään tietyn alueen asemakaavoitukseen ryhtymisestä ja kaavan sisällöstä. Pienimuotoista energiantuotantoa voidaan kaavoituksessa edistää ottamalla energiantuotannon tarpeet huomioon suunnittelussa ja sovittamalla nämä yhteen muun alu-eenkäytön ja rakentamisen kanssa.

Kunta lisäksi voi rakennusjärjestyksessään määrätä, että aurinkopaneelien sijoittamiseen ra-kennukseen, rakennelmaan tai pihamaalle ei tarvitse hakea toimenpidelupaa. Laitteiden sijoit-tamiseen, kokoon, jne. on kuitenkin yleensä annettu selventäviä ohjeita.

7.5 Rakennusvalvonta Nykyisin kaikkiin uudishankkeisiin edellytetään energiaselvityksen ja energiatodistuksen laadin-taa. Isommissa hankkeissa on usein energiakonsultti laatimassa selvityksiä ja laskelmia. Kon-sulttien tehtäväkenttä laajenee.

Rakennusvalvonnan rooli muuttuu mikäli FInZEB-hankkeen ehdotukset lähes nollaenergiara-kennuksen ominaisuuksien todentamiseen liittyen toteutuvat. Nykyisestä rakennuslupavai-heessa tapahtuvasta energiatehokkuusvaatimuksen toteutumisen toteamisesta tehtäväkenttä laajenee rakennuksen käyttöönottovaiheeseen. Tällöin tulisi tarkistaa mm. tavoite-energian-kulutuksen laskentatulosten järkevyys, energiaa käyttävien järjestelmien toiminnan varmistuk-sen toteutuminen, jne.

Paikalliseen ja alueelliseen uusiutuvan energian tuotantoon liittyen rakennusvalvonnalta tul-laan kysymään tapauskohtaisia tulkintoja ja ratkaisuja.

On epätodennäköistä, että rakennusvalvonnalla olisi käytössään lisäresursseja selvitysten tar-kastamiseen ja käyttöönotettavien rakennusten energiatehokkuuden toteamiseen. Lähtökoh-tana tulisi tietysti olla, että selvitykset ovat osaavien asiantuntijoiden laatimia. Voitaisiinko pä-tevyysvaatimuksia laajentaa energiatodistuksen laatijoista energiakonsultteihin? Tällöin raken-nusvalvonnan tehtäväksi jäisi tarkistaa, onko selvitysten laatijoilla soveltuva pätevyys. Kolman-nen osapuolen tarkastusten käyttö on myös mahdollinen toimintamalli.


7.6 Teknologiateollisuus

Taloteknisen suunnittelun ja osaamisen merkitys korostuu lähes nollaenergiarakennusten suunnittelussa. Lähes nollaenergiarakentamisessa kehitetään uusia lämmitysjärjestelmävaih-toehtoja ja erilaiset hybridijärjestelmät yleistyvät ja monipuolistuvat. Talotekniikan järjestelmä-ratkaisut kehittyvät ja tarpeenmukaiset ohjaukset ovat oleellinen osa energiatehokkuutta ta-voiteltaessa. Uusia teknologioita kehittyy todennäköisesti valaistukseen, jäähdytykseen ja uu-siutuvan omavaraisenergian tuotantoon.

Sähköenergiaa kuluttavien järjestelmien merkitys on suuri energiamuotokertoimien vuoksi. Va-laistuksen osalta energiatarkasteluun tulee yhdistää valaistuksen laadun tarkastelu. Suunnitte-luala ja teknologiateollisuus ovat haasteiden edessä: miten sähköenergiaa käytetään tulevai-suudessa tehokkaasti ja mahdollisimman ennakoitavasti ja miten erityisesti rakennusten jatku-va sähkönkulutuksen pohjakuorma hallitaan?

Kaikkien energiaa käyttävien ja tuottavien järjestelmien tulee liittyä yhteen loogisesti toimivak-si kokonaisuudeksi. Järjestelmä- ja laitetoimittajien on sitouduttava yhdenmukaistamaan raja-pintoja ja suunnittelijoiden on osattava yhdistää osat kokonaisuudeksi.

FInZEB-pilottikohteiden kokemukset osoittavat, että tämä ei ole ongelmatonta.

Pilottikohteiden kokemuksia on esitetty Taustaraportin osassa 8 Pilottikohteiden kokemuksia.

7.7 Rakennushankkeen osapuolet

7.7.1 Rakennuttaminen

Yksittäisessä rakennushankkeessa tilaajatahon aito sitoutuminen energiatehokkuuteen on kes-keistä. Koko toimintaketjulle tulee määrittää haastavat, mutta toteutuskelpoiset tavoitteet, nii-den toteutumista tulee seurata ja eri osapuolilla tulee olla tavoitteen mahdollistavat resurssit.

Investointikustannusten minimoinnista tulisi siirtyä elinkaariajatteluun. Energiasimulointeja ja elinkaarikustannustarkasteluja tulisi hyödyntää nykyistä laajemmin päätöksenteon tukena.

Rakennuttajan osallistuminen energiatarkasteluihin ja mahdollisuuksien mukaan myös suunnit-telutiimiä ohjaava rooli on toivottavaa.

7.7.2 Suunnittelu

Suunnittelualan kannalta 2012 rakentamismääräysten käynnistämä linja jatkuu: lähes nolla-energiarakennuksessa suunnittelun vapaus ja suunnittelijoiden yhteistyön merkitys korostuvat entisestään. FInZEB-hankkeessa toteutetut E-lukutarkastelut ovat osoittaneet, että yksittäisin energiankäyttöä vähentävin toimin saavutettava energiankulutuksen väheneminen on useim-miten marginaalista. E-lukurajan alittaminen vaatii yleensä useampien, eri suunnittelualojen ratkaisuja käsittävien toimien yhdistämistä. Suunnitteluryhmän yhteistyön ohjaamisessa ra-kennuttajan energiatehokkuuskoordinaattorin tai energiakonsultin rooli on tärkeä.

Määräystason alittavaan E-lukuun on mahdollista päästä useilla erilaisilla tavoilla ja tapauskoh-taisesti valitaan parhaiten tarkoitukseen soveltuva keinojen yhdistelmä. Jos halutaan toteuttaa esimerkiksi monimuotoinen ja runsaasti ikkunoita sisältävä rakennus, on energiankäyttöä vas-taavasti vähennettävä muualla, esimerkiksi taloteknisten järjestelmien ominaisuuksia paran-tamalla tai tuotettava kohteessa uusiutuvaa omavaraisenergiaa.


Tavoitteena on vuorovaikutteinen suunnitteluprosessi, jossa rakennuttaja ja suunnittelijat voi-vat hyödyntää energialaskennan tuloksia ja energialaskijan asiantuntemusta päästäkseen ase-tettuihin tavoitteisiin. Energiankulutuksen laskennan avulla hahmotetaan teknisten suunnitte-luratkaisujen vaikutusta kokonaisenergiankulutukseen. Laskenta palvelee kokonaisvaltaisesti suunnittelua kun tarkastellaan eri vaihtoehtoja energiankulutustavoitteen saavuttamiseksi.

7.7.3 Rakentaminen

Tiukentuvat ilmanpitävyysvaatimukset sekä tavanomaisesta poikkeavat talotekniset järjestelmät tulevat vaikuttamaan rakentamisen aikatauluihin sekä töiden vaiheistamiseen ja yhteensovituk-seen. Käyttöönottotarkastuksiin on varattava nykyistä enemmän aikaa, omatarkastusten ja toi-mintakokeiden merkitys kasvaa. Pieniksi pilkotuista hankinnoista ja aliurakoista suurempiin vas-tuutettuihin kokonaistoimituksiin siirtyminen muuttaisi nykyistä rakentamiskäytäntöä.

Rakentamisvaiheessa toteutuneiden ratkaisujen dokumentointi käyttöä ja ylläpitoa varten sekä huoltokirja-aineiston laadukkuus on energiatehokkaan käytön edellytys.

7.7.4 Käyttö ja ylläpito

FInZEB-pilottien matalaenergiakohteina toteutetuissa toimistorakennuksissa on paljon auto-matiikkaa lämmityksen, jäähdytyksen, ilmanvaihdon ja valaistuksen ohjaukseen ja säätöön ja talotekniikkaa sen virittäminen toimintakuntoon on yleensä haasteellisinta. Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon säädöt ovat monimutkaisia ja niiden virittäminen vie aikaa. Tyypillistä on, että vielä rakennuksen takuuaikana haetaan toiminta-arvoja ja tehdään hienosäätöä.

Oikein toimiva, havainnollinen ja helppokäyttöinen rakennusautomaatiojärjestelmä on oleelli-nen työkalu käyttöhenkilökunnalle energian käytön seurannan ja ohjauksen kannalta. Kohteen huoltohenkilökunnan opastus ja koulutus on erityisen tärkeää, kun rakennusautomaatiojärjes-telmän mahdollisuuksia taloteknisten järjestelmien seurannassa ja energiankäytössä halutaan hyödyntää tehokkaasti.

Kohteen tulevien teknisten käyttäjien ja huoltohenkilökunnan osallistuminen käyttöönottovai-heen tarkastuksiin ja toimintakokeisiin on suositeltavaa. Näin siirretään teknistä tietoa ja var-mistetaan käyttäjän osaamistason huomioiva dokumentointi.


8 Johtopäätökset

8.1 Tulokulmia säädösvalmisteluun

Tarkasteltaessa rakennusten energiatehokkuusdirektiivin vaatimuksia lähes nollaenergiaraken-nukselle, voidaan todeta seuraavaa:

• säädösvalmistelun aikataulu on erittäin tiukka, joten lähtökohtana on, että tulevat säädökset perustuvat pääosin nykyiseen rakentamistapaan ja käytössä olevaan tekno-logiaan, toimintatapojen ja teknologioiden täydellinen uudistuminen ei ole mahdollista muutamassa vuodessa

• nykymääräysten perusteena oleva kokonaisenergiatarkastelu toimii myös tulevaisuu-dessa, kaikkien energiankäytön osa-alueiden huomioiminen on tärkeää

• erittäin korkea energiatehokkuus on mahdollista saavuttaa, keskeiset keinot ovat talo-teknisten järjestelmien tarpeenmukaisessa ohjauksessa ja käytössä, rakennusvaipan parantamisella ei saavuteta enää merkittäviä tuloksia

• lämmitykseen käytettävä energiamäärä on jo varsin vähäinen ja sähkön käytön merki-tys korostuu – ilmanvaihdon, valaistuksen ja käyttäjälaitteiden osuus sähköenergian kulutuksesta on merkittävässä roolissa

• paikallinen uusiutuvan energian tuotanto on mahdollisuus, markkinat ja teknologiat kehittyvät ja järjestelmien kannattavuus paranee

• uusiutuvan energian käyttö suurissa energiantuotannon yksiköissä lisääntyy • uusia liiketoimintamuotoja syntyy uusiutuvaan ja kierrätysenergiaan perustuvien alu-

eellisten energiaratkaisujen yleistyessä ja energianmyynnin kaksisuuntaistuessa • energiatehokas rakentaminen on mahdollista kustannustehokkaasti, tosin tulevaa

energian hintakehitystä on vaikea arvioida

8.2 Terminologia ja viestintä

Terminä ”lähes nollaenergiarakennus” on viestinnän ja kuluttajiin kohdistuvan tiedottamisen kannalta haasteellinen. Se antaa mielikuvan rakennuksesta, joka ei kuluta juuri ollenkaan ener-giaa – tai ainakaan ulkopuolisesta verkosta ostettavaa energiaa. Muutkaan E-lukutarkasteluun liittyvät käsitteet eivät ole helppoja selittää asiaan perehtymättömälle: rakennustyyppikohtai-nen standardikäyttö, energiamuotokertoimet, uusiutuva omavaraisenergia, jne.

Haastetta lisää se, että lähes nollaenergiarakennukselle tässä hankkeessa esitetyt nZEB-E-lukutasot ovat lähempänä sataa kuin nollaa.

Väärinkäsitysten, kielteisten reaktioiden ja hämmennyksen estämisessä viestinnällä ja ymmär-rettävän terminologian valinnalla on ratkaiseva merkitys. Energiatehokkuusammattilaisten pil-kuntarkasta insinöörikielestä on pitkä matka esimerkiksi omakotirakentajan ymmärrettävissä olevaan käsitteistöön.

FInZEB-seminaarissa esille tulleen kommentin hengessä: Ehkä koko lähes nollaenergiarakenta-misen käsite pitäisi unohtaa ja puhua vain energiatehokkaan rakentamisen määräysten päivit-tämisestä uudelle tasolle?


8.3 Lähes nollaenergiarakennusten ominaisuuksien todentaminen

FInZEB-hankkeessa päädyttiin esittämään mallia, jossa lähes nollaenergiarakennuksen tulee täyttää tietyt ominaisuudet sen lisäksi, että sille laskettu E-luku alittaa tulevissa säädöksissä määritellyn nZEB-E-lukurajan. Olemassa oleviin menettelytapoihin tämä ei tuo merkittäviä pe-riaatteellisia muutoksia, mutta laajentaa ja syventää sekä rakennuslupavaiheen että erityisesti käyttöönottovaiheen velvoitteita.

Osa esitetyistä ominaisuuksista perustuu nykykäytäntöön ja jo nykyisin laadittaviin selvityksiin ja muuhun aineistoon (mm. rakennuslupavaiheessa laadittava lämpöhäviöiden tasauslaskenta ja energiatodistus sekä käyttöönottovaiheessa laadittava käyttö- ja huolto-ohje). Merkittävä muutos on sähkötehon ottaminen yhdeksi tarkasteltavaksi ominaisuudeksi sekä ”osoittamis-velvoitteiden” laajeneminen käyttöönottovaiheessa kattamaan energiaa käyttävien järjestel-mien toimintatarkastukset, tavoitekulutuksen laskennan, jne.

Lämpöhäviöiden tasauslaskentaan ehdotettu ilmanvaihdon lämmöntalteenoton hyötysuhteen vertailuarvon muutos kaventaa kompensointimahdollisuutta jonkin verran. Tämä tulee vaikut-tamaan ”lasirakennusten” suunnitteluun, kun suurta rakenteiden lämpöhäviötä ei voi enää kompensoida vertailuarvoa huomattavasti tehokkaammalla lämmöntalteenotolla.

Käyttöönottovaiheeseen liittyvien vaatimusten tavoitteena on varmistaa, että rakennus toteu-tuu suunnitelmien mukaisena ja että sitä osataan käyttää oikein. Todellisin käyttöaikatiedoin ja toteutunein teknisin ominaisuuksin laskettu energian tavoitekulutus toimii rakennuksen käytön aikana energiaseurannan työkaluna.

8.4 Ehdotettujen nZEB-E-lukujen haasteellisuus Pääsääntöisesti ehdotetut nZEB-E-lukurajat sijoittuvat rakennustyyppikohtaisissa energiatodis-tusasteikoissa B-luokkaan. Asuinkerrostaloissa A-luokkaan pääseminen on hyvin haasteellista, kun taas toimistorakennuksissa, kouluissa ja päiväkodeissa sekä liikerakennuksissa A-luokkaa on rakennettu joissakin tapauksissa jo nyt.

Ehdotetut nZEB-E-lukutasot on saavutettavissa teknisin ratkaisuin, jotka on kuvattu kullekin ra-kennustyypille ominaisina ”toimenpidepaketteina”. Nämä ratkaisut ovat esimerkkejä keinoista, joilla kyseinen E-lukutaso voidaan saavuttaa, mutta muitakin mahdollisuuksia tason saavutta-miseen on tietysti olemassa. Hankekohtaisesti tuleekin tarkastella kyseiseen tapaukseen par-haiten soveltuva ja kustannusoptimaalinen yhdistelmä, jossa mahdollisina osatekijöinä ovat energiaa säästävät ratkaisut, energiamuodot ja uusiutuvan omavaraisenergian tuotanto.

E-lukutarkastelu ei ohjaa energiaintensiivisiä prosesseja käsittävien erikoisrakennusten suun-nittelua tarkoituksenmukaisella tavalla, koska merkittävä määrä erikoistilojen energiankäyttöä jää standardikäyttöön perustuvan tarkastelun ulkopuolelle (esim. kaupan kylmä ja lauhdeläm-mön talteenotto rakennuksissa, joissa on runsaasti prosessien tuottamaa ylilämpöä).

Ruokamarkettien erottaminen omaksi rakennustyypikseen olisi suotavaa, jolloin tälle erityis-ryhmälle kehitetyt laskentasäännöt mahdollistaisivat oleellisten energiankuluttajien huomioi-misen. Muut liikerakennukset (pienet kohteet, huonekalu-, auto-, jne. myymälät) voitaisiin edelleen tarkastella yhtenä kokonaisuutena. Isojen liikekeskusten osalta rakennus voitaisiin mahdollisesti jakaa E-lukutarkastelussa kahdeksi rakennustyypiksi ruokamarkettien laajuudesta riippuen.

Sairaaloiden ja muiden erikoisrakennusten osalta energian kulutuksen rajoittaminen määräys-ten kautta ei ehkä ole tarpeen. Prosessit ja toiminnot kuluttavat energiaa, rakennus sinänsä to-


teutuu todennäköisesti joka tapauksessa vallitsevien rakentamiskäytäntöjen mukaisena. Ener-giatehokkuus ja energiakustannusten järkevä taso on yleensä tavoitteena hankkeissa jo lähtö-kohtaisesti. Näiden rakennusten osalta voisi kyseeseen tulla väljä vaatimus, esimerkiksi raken-nusvaipan ominaisuuksien osalta. Energiaa säästäviin ratkaisuihin tulisi pyrkiä todellisen ener-giankulutuksen tarkastelun kautta, jolloin voidaan huomioida mm. energiavirtojen kierrätys ja erilaiset lämmön talteenottoratkaisut.

8.5 Paikalla tuotettu uusiutuva energia

Kriittisimmät kysymykset liittyen uusiutuvan paikalliseen tai lähellä tapahtuvaan tuotantoon liittyen ovat: miksi suurempi kulutus / huonompi energiatehokkuus on hyväksyttävää jos tuot-taa itse energiaa tai ostaa sitä läheltä ja mikä tekee lähienergiasta parempaa kuin kaukana tuo-tettu?

FInZEB-hankkeessa ensisijaisena tavoitteena on ollut, että lähes nollaenergiarakennus ja sen energiaa käyttävät järjestelmät ovat energiatehokkaat ja tarpeeton kulutus on minimoitu. Tä-hän perustuen hankkeessa ehdotetut nZEB-E-lukutasot on mahdollista saavuttaa ilman paikalla tuotettua uusiutuvaa omavaraisenergiaa. Uusiutuvan energian tuotantoon ei haluta ohjata määräysten kautta vaan sen toteutuminen jätetään markkinaehtoiseksi.

8.6 Kustannusoptimaalisuus Kustannusoptimaalisuuden tarkastelu osoitti, että

• Kustannusoptimaalinen taso saavutetaan hyödyntämällä jo nykyisin käytössä olevaa tekniikkaa

• Asuinkerrostalossa kustannusoptimaalinen taso sijaitsee melko lähellä nykyistä määrä-ystasoa

• Toimistorakennuksissa nykyinen määräystaso on melko löysä verrattuna kustannusop-timaaliseen tasoon nähden.

Energiaa säästävät toimenpiteet lisäävät rakentamiskustannuksia varsin maltillisesti. Jo vuosia muissa kuin pientaloissa nyrkkisääntönä ollut tunnusluku ”+5 % lisäys rakentamiskustannuksiin energiatehokkuuden parantamiseksi” pätee edelleen. FInZEB-tarkastelut vahvistavat tätä käsi-tystä – kyse ei ole merkittävistä kustannustekijöistä.


Rakennusteollisuus RT ry ● Talotekniikkateollisuus ry ● Ympäristöministeriö

FInZEB-hankkeen ehdotukset nZEB-E-luvuiksi

rakennustyypeittäin Loppuraportin Liite 1

31.03.2015 Granlund Oy

Anni Tyni, Lassi Loisa, Erja Reinikainen

1

Rakennusteollisuus RT ry ● Talotekniikkateollisuus ry ● Ympäristöministeriö 2

Ohjeita tulosten tarkasteluun • Tässä esityksessä on ehdotukset nZEB-E-luvuista seuraaville rakennustyypeille:

asuinkerrostalot, toimistot, koulut, päiväkodit, liikuntahallit, majoitusliikerakennukset. • Kunkin rakennustyypin osalta on energialaskenta tehty muutamalle esimerkkirakennukselle.

Tulokset ovat näiden rakennusten keskiarvoja. • Rakennustyypin perustapaus on tämänhetkisen E-lukurajan kaukolämpötapauksessa täyttävä

ratkaisu (sininen palkki). • Kullekin rakennustyypille on määritetty energiaa säästävä ”toimenpidepaketti”

elinkaarikustannustarkastelujen perusteella. Joillakin rakennustyypeillä kustannusoptimaalisia toimenpidepaketteja voi olla useampia, yhteenvedossa on niiden vaikutusten keskiarvo (vihreä palkki). Toimenpidepakettien tekniset ratkaisut on esitetty rakennustyypeittäin.

• Lämpimän käyttöveden määrän muutos on ainoa E-lukulaskentasääntömuutos ja sen vaikutus on näytetty erikseen (turkoosi palkki).

• Lämmitysenergiamuodot vaihtelevat rakennustyyppikohtaisesti. Tarkasteluun on valittu ko. rakennustyypin todennäköisimmät vaihtoehdot.

• Kullekin rakennustyypille on lisäksi esitetty todennäköisen aurinkoenergiajärjestelmän laajuus sekä vaikutus E-lukuun (keltainen palkki).

• Rakennustyypeille ehdotettu nZEB-E-lukuraja (oranssi palkki) on valittu kaukolämpötapauksen mukaan.




ASUINKERROSTALOT: FInZEB-E-luku

126

117 119

107

118 116

107 108

96

107 105

96 98

86

97

111

103 105

94

104

116

0

20

40

60

80

100

120

140

KAUKOLÄMPÖ MAALÄMPÖ PELLETTIKATTILA MAALÄMPÖ +AURINKOLÄMPÖ

Energiamuotojenkeskiarvo

kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a


Toimenpidepakettien keskiarvo + aurinkosähkö Toimenpidepakettien keskiarvo + vähennys LKV:n standardikäytössä

Ehdotus nZEB-raja-arvoksi


ASUINKERROSTALOT:

Perustapaus

• Lämmön jakelun hyötysuhde 85 % • Ikkuna: U-arvo 1 W/m²K, g-arvo 58 % • Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet • LTO-vuosihyötysuhde 69 % • Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m² • Tuloilman jälki-lämmitys: sähkö • Valaistus 11 W/m²

Toimenpidepaketti 1

• Lämmön jakelun hyötysuhde 95 % • Ikkuna: U-arvo 0,8 W/m²K, g-arvo 39 % •Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet • LTO-vuosihyötysuhde 78 % •Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m² • Tuloilman jälki-lämmitys: sähkö • Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 2

• Lämmön jakelun hyötysuhde 95 % • Ikkuna: U-arvo 0,6 W/m²K, g-arvo 24 % • Asuntokohtaiset ilmanvaihtokoneet • LTO-vuosihyötysuhde 78 % • Tuloilmavirta 0,4 dm³/s,m² • Tuloilman jälkilämmitys: sähkö • Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 3

• Lämmön jakelun hyötysuhde 95 % • Ikkuna: U-arvo 0,8 W/m²K, g-arvo 39 % • Keskitetty ilmanvaihto • LTO-vuosihyötysuhde 65 % • Tuloilmavirta 0,5 dm³/s,m² • Tuloilman jälkilämmitys: vesikiert. • Valaistus 9 W/m²

Toimenpidepaketti 4

• Lämmön jakelun hyötysuhde 95 % • Ikkuna: U-arvo 0,6 W/m²K, g-arvo 24 % • Keskitetty ilmanvaihto • LTO-vuosihyötysuhde 65 % • Tuloilmavirta 0,5 dm³/s,m² • Tuloilman jälkilämmitys: vesikiert. • Valaistus 9 W/m²


ASUINKERROSTALOT: FInZEB-E-luku

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

A B C

D

E

F

G

nZEB-E-luku Lähtötilanteen E-luku



Lasketut nZEB-E-luvut eri energiamuodoilla välillä 96 - 116 kWh/m²,a. Ehdotus nZEB-E-lukurajaksi: 116 kWh/m²,a.

Lähtötilanteiden E-luvut eri energiamuodoilla välillä 107 – 126 kWh/m2,a.





TOIMISTOT: FInZEB-E-luku

166

141

155 154

90

78 86 85

80

68 75 75

90

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180






TOIMISTOT:

Perustapaus

• Ikkuna: U-arvo 1 W/m²K, g-arvo 58 % •LTO-vuosihyötysuhde 45 % •Valaistus 11 W/m² • Tuloilmavirta 2 dm³/s,m² • Tiiveys q50 = 4 m³/h,m²

Toimenpidepaketti 1

• Ikkuna: U-arvo 0,8 W/m²K, g-arvo 39 % • LTO-vuosihyötysuhde 72 % • Valaistus 7 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus • Tarpeenmukainen ilmanvaihto • Tiiveys q50 = 2,3 m³/h,m² (n50 = 0,6 1/h) • Kylmäsillat -25 %

Toimenpidepaketti 2

• Ikkuna: U-arvo 0,6 W/m²K, g-arvo 24 % •LTO-vuosihyötysuhde 72 % •Valaistus 7 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus •Tarpeenmukainen ilmanvaihto •Tiiveys q50 = 2,3 m³/h,m² (n50 = 0,6 1/h) •Kylmäsillat -25 %

Toimenpidepaketti 3


Toimenpidepaketti 4



TOIMISTOT: FInZEB-E-luku

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

A B

C

D E

F

G

nZEB-E-luku




Lähtötilanteen E-luvut Lähtötilanteiden E-luvut eri energiamuodoilla välillä 141 – 166 kWh/m2,a.





KOULUT: FInZEB-E-luku

146

126

136 137

104

92 98 99

95

84 89 90

102

91 96 97

104

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

KAUKOLÄMPÖ MAALÄMPÖ PELLETTIKATTILA Energiamuotojenkeskiarvo


Laskettujen rakennustenkeskiarvo

Toimenpidepakettienkeskiarvo

Toimenpidepakettienkeskiarvo + aurinkosähkö

Toimenpidepakettienkeskiarvo + vähennys LKV:nstandardikäytössä



KOULUT:

Perustapaus

• LTO-vuosihyötysuhde 60 % • Valaistus 12 W/m² • Tuloilmavirta 3 dm³/s,m² • Tiiveys n50 = 0,6 1/h

Toimenpidepaketti 1

• LTO-vuosihyötysuhde 85 % • Valaistus 12 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus • Tarpeenmukainen ilmanvaihto

Toimenpidepaketti 2

• LTO-vuosihyötysuhde 85 % •Valaistus 8 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus •Tarpeenmukainen ilmanvaihto


KOULUT: FInZEB-E-luku

Lasketut nZEB-E-luvut eri energiamuodoilla välillä 92 – 104 kWh/m²,a. Ehdotus nZEB-E-lukurajaksi: 104 kWh/m²,a.

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

A

B

C D

E

F

G


Lähtötilanteen E-luvut



nZEB-E-luku





PÄIVÄKODIT: FInZEB-E-luku

161

141

150 146

138

147

107

93 100

96 90

98

87

73 79

75 70

77

112

97 104

98 92

101 107

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

KAUKOLÄMPÖ MAALÄMPÖ PELLETTIKATTILA ILMA-VESI-LÄMPÖPUMPPU+ AURINKOLÄMPÖ

MAALÄMPÖ +AURINKOLÄMPÖ

Energiamuotojen keskiarvo

kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a


Toimenpidepakettien keskiarvo + aurinkosähkö Toimenpidepakettien keskiarvo + lisäys LKV:n standardikäytössä



PÄIVÄKODIT:

Perustapaus

• LTO-vuosihyötysuhde 60 % • Valaistus 18 W/m² • Tuloilmavirta 3 dm³/s,m² • Tiiveys n50 = 0,6 1/h

Toimenpidepaketti 1

• LTO-vuosihyötysuhde 85 % • Valaistus 12 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus • Tarpeenmukainen ilmanvaihto

Toimenpidepaketti 2

• LTO-vuosihyötysuhde 85 % •Valaistus 8 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus •Tarpeenmukainen ilmanvaihto


50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

A B

C

D

E

F

G

14

PÄIVÄKODIT: FInZEB-E-luku



Lähtötilanteen E-luku

Lähtötilanteiden E-luvut eri energiamuodoilla välillä 138– 161 kWh/m2,a.


nZEB-E-luku





LIIKUNTAHALLIT: FInZEB-E-luku

164

139

151 143

150

115

101 108

101 107

90

76 82

76 81

115

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

KAUKOLÄMPÖ MAALÄMPÖ PELLETTIKATTILA ILMA-VESI-LÄMPÖPUMPPU+ AURINKOLÄMPÖ

Energiamuotojen keskiarvo

kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a kWh/m²,a




LIIKUNTAHALLIT:

Perustapaus

• LTO-vuosihyötysuhde 65 % • Valaistus 10 W/m² + tarpeenmukainen ohjaus • Tuloilmavirta 2 dm³/s,m² • Tiiveys n50 = 0,6 1/h • SFP-luku 1,5 kW/(m³/s) •Kylmäsillat -25 %

Toimenpidepaketti 1

• LTO-vuosihyötysuhde 85 % • Tarpeenmukainen ilmanvaihto


LIIKUNTAHALLIT: FInZEB-E-luku



50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

A

B

C

D E

F

G


Lähtötilanteen E-luvut Lähtötilanteiden E-luvut eri energiamuodoilla välillä 139– 164 kWh/m2,a.

Tutkittujen rakennusten ja toimenpidepaketin 1 nZEB-E-lukujen ääripäät kaukolämmöllä laskettuna 104 – 126 kWh/m²,a.

nZEB-E-luku




MAJOITUSLIIKERAKENNUKSET: FInZEB-E-luku

225

190

207 207

182

163

179 175 165

146

162 158

182

0

50

100

150

200

250






MAJOITUSLIIKERAKENNUKSET:

Perustapaus

• LTO-vuosihyötysuhde 60 % • Valaistus 10 W/m² • Tuloilmavirta 2 dm³/s,m² • Tiiveys n50 = 0,6 1/h • SFP-luku 1,5 kW/(m³/s)

Toimenpidepaketti 1

• LTO-vuosihyötysuhde 78 % •Tarpeenmukainen ilmanvaihto •LKV:n lämmitysenergian-tarpeesta katetaan 50 % esimerkiksi joko aurinko-lämmöllä tai jäteveden LTO:lla


50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

20

MAJOITUSLIIKERAKENNUKSET: FInZEB-E-luku


A B

C

D E

F

G




Tutkittujen rakennusten ja toimenpidepaketin 1 nZEB-E-lukujen ääripäät kaukolämmöllä laskettuna 169 – 194 kWh/m²,a.

nZEB-E-luku





SAIRAALAT: FInZEB-E-luku

418

377 390 395

418

377 390 395 403

363 375 381

418

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500






SAIRAALAT:

Perustapaus ja Toimenpidepaketti 1

•LTO-vuosihyötysuhde 55 % •Valaistus 8 W/m² + tarpeenmukainen valaistus •Kylmäsillat -25 % •Tiiveys n50-luku = 0,6 1/h •Tarpeenmukainen ilmanvaihto sosiaalitiloissa, iv-konehuoneissa ja odotustiloissa


SAIRAALAT: FInZEB-E-luku


5075

100125150175200225250275300325350375400425450475500525550575600625650675700725750775800825850

A

B

C

D

E

F

G



Tutkittujen rakennusten ja toimenpidepaketin 1 nZEB-E-lukujen ääripäät kaukolämmöllä laskettuna 398– 442 kWh/m²,a.

nZEB-E-luku

Lähtötilanteen E-luvut eri energiamuodoilla ja lasketut nZEB-E-luvut eri energiamuodoilla välillä 377 – 418 kWh/m²,a. Ehdotus nZEB-E-lukurajaksi: 418 kWh/m²,a.




LIIKERAKENNUKSET: FInZEB-E-luku

224

209 217 217

143 140 142 142

107 103 105 105

143

0

50

100

150

200

250




Toimenpidepakettien keskiarvo+ aurinkosähkö Ehdotus nZEB-raja-arvoksi


LIIKERAKENNUKSET:

Perustapaus

•LTO-vuosihyötysuhde 60 % •Valaistus 19 W/m² • Tiiveys q50 = 4 m³/h,m² (n50 = 1,1-2,7 1/h riippuen rakennuksesta) •Ikkuna, U-arvo = 0,85 W/(m²K)

Toimenpidepaketti 1

•LTO-vuosihyötysuhde 85 % •Tarpeenmukainen ilmanvaihto (myymälätilat, sosiaalitilat) •Valaistus 15 W/m² •Kylmäsillat -25 % •Tiiveys n50-luku = 0,6 1/h (q50-luku = 0,9 -2,1 m³/h,m² riippuen rakennuksesta)


LIIKERAKENNUKSET: FInZEB-E-luku


50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

A B

C

D E

F

G


Lähtötilanteen E-luvut Lähtötilanteiden E-luvut eri energiamuodoilla välillä 209 – 224 kWh/m2,a.

Tutkittujen rakennusten ja toimenpidepaketin 1 nZEB-E-lukujen ääripäät kaukolämmöllä laskettuna 134– 154 kWh/m²,a.

nZEB-E-luku


talteka | - loppuraportti · uusiutuvan energian käytön edistämisdirektiivi (res) edellyttää,...

Documents