Energy profiling of single-family houses built before 2010

Abstract

The aim of this thesis was to create energy consumption profiles for single-family households, whose house has been built before 2010. The reason why this year, 2010, was chosen was that the building regulations changed significantly regarding buildings energy efficiency. Energy consumption data that has been collected and the energy consumption profiles created from that data for this thesis are utilized in the Satakunta Univercity of Applied Sciences SmartSolar-project. The energy consumption profiles were created to the single-family households in such a way that first a questionnaire was made. It included questions about the building itself and the energy consumption habits of the inhabitants. After that the energy consumption data of the participants were asked from their energy company in hourly basis from as long as possible time. Hourly based energy consumption data requires remotely readable electricity meter, and this is a problem with older buildings and neighborhoods, because the energy companies have changed to the remotely readable meters in many areas only recently. 17 households filled the questionnaire and for thirteen of them the energy profile could be made.

Energy consumption of buildings is a major part of the whole world’s energy consumption, in European Union about 40% of the used energy stems from residential and commercial buildings. Energy profile is a good method for prediction of households energy consumption. This prediction could then be used to optimize local energy production and in that way to reduce carbon dioxide emissions.

There were large difference in the building year between the buildings that participate to this survey. Oldest building was built in the late 1800s and the newest 2008. This resulted in big differences in insulation. Most of the households used electricity as main heating system, but also oil, wood and district heating were used. Comparison between different heating systems was difficult because the energy company gave electricity consumption data but for example if oil was used in heating, that energy consumption did not show in the profile. Also the amount of energy used for heating domestic hot water was difficult to estimate because there were no exact data of what is the portion of hot water from the total water consumption. So the amount of hot water is estimated to be one third of the total water consumption.

Opinnäytetyön aiheena oli energiankulutusprofiilien muodostaminen omakotitalouksille, joiden omakotitalo on rakennettu ennen vuotta 2010. Tämä vuosi valittiin sen vuoksi, että vuonna 2010 rakennusmääräykset muuttuivat huomattavasti rakennusten energiatehokkuuden suhteen. Tässä opinnäytetyössä kerättyjä energiankulutustietoja ja niistä muodostettuja energiaprofiileja hyödynnetään Satakunnan ammattikorkeakoulun SmartSolar-projektissa. Energiankulutusprofiilit muodostettiin omakotitalouksille siten, että aluksi luotiin kyselylomake jossa kysyttiin tietoja itse rakennuksesta ja asukkaiden energiankulutustottumuksista. Tämän jälkeen osallistujien energiankulutustietoja kysyttiin heidän energiayhtiöltään tuntipohjaisina mahdollisimman pitkältä ajanjaksolta. Tuntipohjaiset kulutustiedot edellyttävät etäluettavaa mittaria ja tämä on vanhempien rakennusten ja asuinalueiden kohdalla ongelma, koska energiayhtiöt ovat siirtyneet etäluettaviin mittareihin monilla alueilla vasta vähän aikaa sitten. Kyselylomakkeen täytti 17 taloutta ja kolmelletoista näistä talouksista muodostettiin kulutusprofiili.

Rakennusten energiankulutus on merkittävä osa koko maailman energiankulutuksesta, Euroopan unionin alueella noin 40% kulutetusta energiasta kuluu kotitalouksissa ja liikerakennuksissa. Energiaprofiili on hyvä väline kotitalouksien energiankulutuksen ennustamiseen ja tätä ennustusta voidaan käyttää paikallisen energiantuotannon optimointiin ja tätä kautta hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.

Tutkimukseen osallistuneissa rakennuksissa oli suuri hajonta rakennusvuodessa, vanhin oli rakennettu 1800-luvun lopussa ja uusin vuonna 2008. Tästä johtuen suuria eroja oli myös eristyksessä. Suurimmassa osassa talouksia oli päälämmitysjärjestelmänä sähkö, mutta myös öljyä, puuta ja kaukolämpöä käytettiin lämmitykseen. Eri lämmitysjärjestelmien vertailu oli hankalaa. Energiayhtiöltä saatiin tieto sähkönkulutuksesta, mutta jos öljyä on käytetty lämmitykseen, niin tämä energiankulutus ei näy kulutusprofiilissa. Myös veden lämmitykseen kuluvan energian osuutta oli vaikea arvioida koska ei ollut tarkempia tietoja sen osuudesta vedenkulutuksesta, joten käytetään yleistä arviota, että lämpimän veden osuus on kolmasosa vedenkulutuksesta.