Talotekniikan merkitys elinkaaressa teematyöpaja Reinikainen Granlund oy 11.4.2013

Talotekniikan merkitys kiinteistön elinkaaressa

11.4.2013

Korjausrakentamisen kehittäminen –ryhmähanke

Elinkaaritehokkuus-teematyöpaja

Ville Reinikainen / Granlund Oy

1

1. Kestävän kehityksen mukainen rakentaminen

2. Elinkaaren tavoitteenasetantatalotekniikan ja energiatehokkuuden näkökulmasta

3. Asetettujen tavoitteiden saavuttaminen 4. Talotekniikan merkitys käytössä ja

ylläpidossa

Esityksen sisältö

Kestävän kehityksenmukainen rakentaminen

4

5

Rakentamisen elinkaarivaikutukset

Health and comfortIndoor air qualityDaylighting, good viewsLimitation of noise and glareControllability of indoor environmentPublic transport, cyclists, pedestrians

Use of landResource consumptionReuse of materialsEnergy and water useRenewable energyEcosystem, biodiversityWaste Certified materialsRisksEmbodied energy +environmental impact

Life-cycle costsCompany brandDisassembly, re-use, recyclingManagementMonitoring of performanceAdaptability, flexibility

Climate changeBio-diversityResource use

Occupant wellbeingAccessibilitySecurityCultural value

Financing and managementWhole life valueEmployment opportunities

Lähde: IPD Environment Code, 2008

ENVIRONMENTALECONOMIC

SOCIAL

6

ToVaVaikutusmahdollisuudet

Elinkaaren tavoitteen-asetanta talotekniikan ja energiatehokkudennäkökulmasta

7

8

Elinkaaren aikaiset päätöksetTavoiteasettelu

Sisäolosuhteet: tyyppitiloilleKäyttöikä, muunneltavuus, laajennettavuus, täydennettävyys, jne. Energiankulutus: realistinen ja haasteellinen tavoite; oma energiantuotanto Matalaenergiarakentaminen, ”lähes nollaenergiarakentaminen”Ympäristövaikutukset: erityisvaatimukset

BudjettiJos erityistavoitteita niin vaikutus hankkeen kustannuksiin

Käytettävät työkalutOlosuhteiden, energian ja elinkaarivaikutusten hallinta

Käyttöönotto Suunnittelutietojen hyödyntäminen rakentamisessa ja ylläpidossaOpastus ja koulutus

Käyttö Kulutuksen hallinnan toimenpiteetKiinteistön arvon ja kunnon säilyttäminen

E-luku / ET-luku / Tavoitekulutus

9

E-LUKUKokonaisenergiatarkastelu

RakennuslupavaiheessaE-luku kWh/netto-m2

Huomioi energiamuotokertoimetE-luvun alitettava määräystaso

E-luvun laskennalleon määritelty säännötLaskennan perustana olevaa standardikäyttöä ei voi muuttaaKaikki energia mukana

Helsinki-Vantaa 2012 säällä

ET-LUKUEnergiatodistus (2007)

RakennuslupavaiheessaET-luku kWh/brm2

Esillä tiloja myytäessä ja vuokrattaessa sekä julkisissa rakennuksissa

ET-luvun laskennalle on säännötMukana kiinteistösähkö

Jyväskylä 1979 säällä

HUOM: käytäntö tulee muuttumaan 1.6.2013 alkaen E-lukupohjaiseksi

TAVOITE-KULUTUSYlläpidon kulutustavoite, todellista toimintaa, tekniikkaa ja käyttöä vastaava kulutus

KäyttöönottovaiheessaVuotuinen tavoite-energiankulutus

Lasketaan mahdollisimman realistisin lähtötiedoin kohteen erityispiirteet huomioiden

Sijaintipaikkakunnan säällä

Korjausrakentamisen uudet määräyksetEnergiatehokkuutta rakennuksessa on parannettava mahdollisuuksien mukaan toimenpidelupaa vaativan korjauksen yhteydessä ja siihen on käytössä kolme vaihtoehtoa:

1. noudatetaan luetteloituja vaatimuksia rakennuksen vaipalle

2. energiankulutus on enintään rakennustyyppikohtaisen luettelon kulutus netto m2

kohti

3. rakennuksen E-luku on enintään alkuperäisen rakennuksen E-luku kertaa luetteloitu kerroin

2021 uudet rakennukset lähes nollaenergiataloja (julkiset jo 2019)

EU Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi:

• Kaikki uudet julkiset rakennukset ovat 31.12.2018 jälkeen lähes nollaenergiataloja

• Kaikki uudet rakennukset ovat 31.12.2020 jälkeen lähes nollaenergiataloja

Kansallinen määrittely ”lähes nollaenergiarakennukselle” on valmisteilla – mitä käsittää: alhainen energiankulutus ja uusiutuvan energian tuotantoa > paljon avoimia kysymyksiä

11

TavoitteitaUudet energiamääräykset niin uudis- kuin korjausrakentamiselle ja niiden vaikutus rakentamiseen => oletko valmisMikä politiikka yrityksessä on valittu ajatellen lähes 0-energiarakentamista (nZEB)

• Mennäänkö määräysten mukaisesti• Otetaanko etunoja ja tehdään

uudisrakentaminen nZEB-mukaisesti• Tehdäänkö ratkaisut huomioiden tulevat

kiristykset (nZEB-ready) • Talotekniikan merkityksen korostuminen

Ratkaisut

C• Rakennusmääräysten mukainen rakennus• E- luku 121…170 kWh/m2

B

• Paremmat rakenteet ja ikkunat• Energiatehokkaampi valaistus• Ilmanvaihdon energiatehokkuus• E-luku 81…120 kWh/m2

A

• Tarpeenmukainen talotekniikan ohjaus (ilmanvaihto ja valaistus)• Maalämpö ja maakylmä• Aurinkosähkö• E-luku … 80 kWh/m2

Esimerkki optimoinnistaVaihtoehtoinen ratkaisuPerusratkaisu

Life Cycle Cost for Stockholm (15 year life cycle)System Net Present Value Cost Difference

DBEAM177 €/m²

± 0 %

VAV228 €/m²

29 %

FANCOIL189 €/m²

7 %

CBEAM187 €/m²

6 %

CAV220 €/m²

24 %

CAV min115 €/m²

(- 35 %)

0,05,0

10,015,020,025,030,0

DBEAM VAV FANCOIL CBEAM CAV CAV MIN

€/m

²,aAnnual Cost

Investment costs Energy costs Maintenance costs

Asetettujen tavoitteiden toteuttaminen

16

TAHTO

• Tilaajan asettamat realistiset tavoitteet joiden toteutumiselle luodaan mahdollisuudet

TAITO

• Osaava, sitoutunut ja aktiiviseen yhteistyöhön kykenevä tiimi

VÄLINEET• Integroitu työympäristö

Tarvitaan: Tahto, taito ja välineet

18

Elinkaarisuunnittelija projekteissa -yleistyvä käytäntö

• Hankesuunnittelu - tavoitemäärittelyyn osallistuminen• Suunnittelun muistilista - esitetään suunnittelun tavoitteita• Suunnittelun ohjaus elinkaarinäkökulmasta yhteistyössä tilaajan kanssa • Energiahankintasuunnittelu• Suunnitteluratkaisujen energiankulutustarkastelut ja –vertailut• E-luku, energiatodistus, energian tavoitekulutus• Elinkaarikustannusselvitykset (uudiskohde, peruskorjaus)• Käyttöikämäärittelyt (rakenne, talotekniikka)• Elinkaarikommentit - kommentoidaan luonnossuunnitelmat• Päästövaikutusten laskenta (rakentaminen, käyttö)• Ympäristöluokitus LEED, BREEAM (rakentaminen, käyttö)• Työmaan ympäristövaikutukset

Energiatehokkuuden avaimet

19

Rakennuksen massoittelu, muoto, suuntausja aukotus

Ikkunoiden ominaisuudet jaaurinkosuojaukset

Tarpeenmukainenilmanvaihto

Tehokas ja kattava lämmöntalteenotto

Tarpeenmukainenenergiatehokasvalaistus

Paikallinenenergiantuotanto

Rakenteiden ominaisuudet ja tiiveys

Energian varastointi

Lämmityksen ja jäähdytyksen energiamuoto

Pienet LVI-järjestelmienhäviöt

Päivänvalonhyödyntäminen

Energian kierrätys

Matalaenergiatalo ja kuinka se tehdään…

20

Passive & Social Sustainable Design

Pie chart: Rehvaestimation of primary energy consumption in European buildings in 2020

Does this mean that in the long term reducing electricity is more important than heating?

Passive & Social Sustainable Design

Should daylighting be promoted in Finland?

Standard depth of a wing in Finnish offices is 18m

18m 18m 15mIn Germany a depth of 12m is maximum by law

Daylight reduces electricity but increases heat loss

Daylit buildings also provide a strong connection to the outside

Passive & Social Sustainable Design

Natural Ventilation

Should we use natural ventilation to cool our buildings in summer?

This is done in many countries such as Germany which does not have a hotter summer than Finland

The building would be heated as normal in winter but instead of adding cooling in summer we would provide openings

Problem occurs due to cold air leakage into the building in winter

GSW, Berlin: Daylighting & Natural Ventilation

Design software

CFDAmount of air suplied

can be reduced to a minimum

BIM

Dramatically reducing waste and errors during the construction process

Integroitu työympäristöTavotteidenhallinta –

Olosuhdesimulointi –

Energiasimulointi –

Kustannukset –

Elinkaari –

CFD –

Ylläpito -

Roomex

Riuska

Riuska

Lifest

BSLCA

Ansys

Ryhti

Laitteet –

Mallinnus –

Auditoinnit –

Yhdistelmämallit –

Valaistussimuloinnit -

Sähköverkkojen laskenta -

Raisu

MagiCAD

Solibri

Navisworks

3ds Max

FebDoc

Tekniset selvitykset

Johdon konsultointi

Erikoislaskenta

Hiilijalanjälki

Konesalit

Ympäristö

Huoltokirja

Due Diligence

Energiatehokkuus

Kiinteistöjen ylläpito

Rakennuttaminen ja valvonta

Tero Järvinen / Tietomallit

Katso myös: www-sivut, Granlund Youtube

Case Meilahti

Conclusion:Targets can’tbe met withoutBIM + Energy Modelling

Challenges• How to turn a concrete hospital ”bunker”,

built in 1965, into a highly energy efficient pilot site

• 3 meter floor height to be used for all technical installations – 1,5 meter less than in a new building construction

• How to enhance IEQ at the same time• Would have been cheaper to build new

than renovate this building – conserved façade by building authority – new building is not an option

• IEQ will be enchanced remarkably• Project will be a trend-setter for energy

efficient renovation not only in Hospital sector, but for hole construction industry in Finland

Biggest success, Energy & IEQ

Total change in CO2 emissions - 203 tons/a

Olemassa olevissa rakennuksissa merkittävä säästöpotentiaali

Energiakatselmuksissa raportoitu keskimääräinen säästöpotentiaali 674 palvelusektorin rakennuksen energiakatselmuksessa vuosina 2006-2011

Yhteensä vuosina 1992-2011 on palvelusektorilla katselmoitu lähes 4 900 katselmuskohdetta, jotka vastaavat noin 133,6 milj. rm3. Lämpöenergian säästöpotentiaali on näissä kohteissa ollut keskimäärin 16 % (n. 834 GWh/a), sähköenergian säästöpotentiaali 7 % (n. 240 GWh/a) ja veden säästöpotentiaali noin 7 % (n. 1,3 milj. m3). Lähde: Motiva Oy

31

Säästötoimenpiteet ovat yleensä käyttöteknisiä

Säästöpotentiaali energiakatselmuksista jaoteltuna takaisinmaksuajoittain(Lähde: Motiva Oy katselmustietokanta 2009)

CMMS – New Dimensions

Zone models

Networks models

Space models

Metrix

BIMto FM

Buildinginfo

CMMS = Computerized Maintenance Management System

CMMS Tool

© Sitra