Uusiutuvien energiamuotojen hyödyntäminen lähes nollaenergiatason koulurakennuksessa

Abstract

Opinnäytetyössä tutustutaan uusiin rakennusten energiatehokkuutta koskeviin määräyksiin ja lainsäädäntöön sekä historiaan määräysten taustalla. Työ tehtiin Insinööritoimisto Leo Maaskola Oy:n tilauksesta ja siinä tutkitaan, millä keinoilla on mahdollista saavuttaa uusien määräysten mukainen lähes nollaenergiataso uudessa koulurakennuksessa. Tarkastelussa keskitytään uusiutuvan energian eri muotoihin, kuten lämpöpumpputekniikkaan ja aurinkosähköön. Lisäksi tutkittiin eri energiansäästökeinojen vaikutusta koulurakennuksen aiheuttamiin CO2-päästöihin.

Vertailurakennukseksi valittiin todellinen kohde Sipoon Nikkilästä. Kohde 3D-mallinnettiin MagiCAD Room -suunnitteluohjelmalla ja luotuun malliin tehtiin energia- ja olosuhdesimulointeja RIUSKA-laskentaohjelmalla.

Eri laskentatapausten kannattavuuksia vertailtiin nykyarvomenetelmällä 20 vuoden tarkas-telujaksolla. Laskentatuloksista huomattiin, että FInZEB-hankkeen loppuraportissa ehdotettu koulurakennuksen lähes nollaenergiataso on saavutettavissa elinkaarikustannuksiltaan melko kustannustehokkaasti ja tyydyttävällä noin 12 vuoden takaisinmaksuajalla, mutta alkuinvestointi on tuntuva. Myös rakennuksen CO2-päästöt puolittuivat perustapaukseen verrattuna.

This Master’s thesis aimed at introducing the new energy efficiency regulations and legislation governing school buildings, including the background and history of the regulations. The study examined ways in which a new school building can achieve the nearly zero-energy level, focusing on different forms of renewable energy sources, such as heat pump technology and solar energy. Furthermore, the effect of various energy saving measures on the CO2 emissions of the school building were studied.

The effects were studied on the basis of a school building in Sipoo, Finland. The building was 3D modelled with the design programme MagiCAD Room and the energy use and indoor climate of the building were simulated with the energy simulation tool RIUSKA.

The cost effectiveness of several calculated scenarios were compared over a period of 20 years. The calculations showed that nearly zero-energy levels can be achieved fairly cost-effectively and the payback time of the investment was about 12 years. In addition, the CO2 emissions of the building were halved compared to the baseline scenario.

The thesis can be used when renovating the studied school building.