Kuidas on realiseerunud projekteeritud A energiatõhususklass kortermaja näitel

Peetris, Inge (2020) Kuidas on realiseerunud projekteeritud A energiatõhususklass kortermaja näitel. [thesis] [en] Did the A Energy Class Designed and Built Residential Building Meet its Given Specifications.

[thumbnail of lõputöö - digidoc] Other (lõputöö - digidoc) - Published Version
Restricted to Registered users only

Download (2MB)
[thumbnail of retsensioon - digidoc] Other (retsensioon - digidoc) - Other
Restricted to repository personnel only

Download (23kB)

Abstract

Käesolevas uurimistöös teostati Juurdeveo 25b kortermajale kolm dünaamilist simulatsiooni Equa Simulation AB tarkvaraga IDA Indoor Climate and Energy 4.8 [24]. Simulatsioonide tegemisel võeti väliskliimana aluseks Eesti energiaarvutuse baasaasta. Esimesena teostati kontroll bürooruumidega kortermajale väljastatud energiamärgisele (ETA 2018). Et simulatsiooniprogrammi sisestatavad andmed oleksid õiged, töötati läbi kogu EHR-i sisestatud ehitusdokumentatsioon. Hoone välispiirete soojusläbivused arvutati standardi EVS 908-1:2016 arvutusjuhendi järgi, külmasildade väärtused kontrolliti tarkvaraprogrammiga Therm 7.7.10 või võeti Kredex AS juhendmaterjalidest. Ventilatsiooni õhuvooluhulgad sisestati vastavalt kehtinud määrusele nr 63 „Hoone energiatõhususe miinimumnõuded“– büroopindadel 2 l/(sm2) ja eluruumides 0,5 l/(sm2) [23]. Õhulekkearvuks võeti võrdluse eesmärgil sama, mis väljastatud energiamärgisel − 1,3 m3/(hm2). Analüüsides väljastatud märgisel olevaid tulemusi, selgus, et energiakulude arvutamisel ei oldud arvestatud büroo ja eluruumide erinevate kasutusprofiilide ja -astmetega, mis otseselt mõjutavad vabasoojusi ja seeläbi küttekoormust. Viga on tehtud päikesekollektorite tootluse sisestamisega – arvestamata on jäetud kollektorite efektiivsus (48,5%), mis tarnija arvutustes välja oli toodud. Seega päikese poolt prognoositav soojusenergia ei ole mitte 37,3 MWh, vaid 18,1 MWh, mis omakorda muudab sooja tarbevee sõltuvuse määra gaasist. Summaarse kütteenergia vajaduse kõrvutamise tulemusena saadi kardinaalne erinevus − märgisel on selleks 2,99 kWh/(m2a), kontrollitud arvutusel 28,6 kWh/(m2a). Kokkuvõttes sai töö autor büroopindadega kortermajale energiatõhususarvuks 137 kWh/(m2a) ja energiaklassiks C, kui väljastatud oli vastavalt 98 kWh/(m2a) ja A. Teiseks arvutati hoone kaalutud energiaerikasutuse klass (KEK 2020) 2019. a tarbimisandmete põhjal. Lähemalt uuriti elektri-, kütte- ja sooja vee kulusi, ning päikesekollektorite poolt toodetud soojusenergiat. Et võrrelda tegelike kulusi standardkasutusega, teostati energiasimulatsioon kortermajale ilma büroopindadeta (ETA 2020) − sest tegelikult kasutatakse kõiki ruume eluruumidena. IDA ICE programmis muudeti büroopindade kasutusprofiilid ja -astmed eluruumidele vastavaks, niisamuti ventilatsiooni õhuvooluhulgad. Õhulekkearvuks võeti määrusejärgselt 2,5 m3/(hm2), kuna puudus tõendusmaterjal väiksema väärtuse õigsuse kohta. Võrdlusel selgus, et hoone 2019. a elektri- ja sooja tarbevee energiakulu on suurusjärgus sama, mis standardkasutusel (±3−4%). Päikesekollektoritega toodeti 18,9 MWh soojusenergiat, mis on 4,2% rohkem kui arvutuslikult, seega kattub nii määrusejärgse kui tootja arvutusega. Kardinaalne erisus ilmnes aga kortermaja summaarses kütteenergias, mis simulatsiooni põhjal on 28,32 kWh/(m2a), kuid tarbimisandmete põhjal 47,9 kWh/(m2a). Suuresti viimasest tulenevalt saadi märkimisväärne erinevus kortermaja arvutusliku energiatõhususarvu ETA 2020 128 kWh/(m2a) ja hoone kaalutud energiatõhususarvu 154 kWh/(m2a) vahel. Esimene jääb energiaklassi C, teine D. Mõõdetud siseõhutemperatuuride kõrvutamisel välistemperatuuriga olulist sõltuvust ei täheldatud, seega võib eeldada, et küttesüsteem töötab vastavalt küttegraafikule, ja põhjus, miks küttekulu nii palju suurem on, tuleb elanike harjumuslikust käitumisest. Sisekliima küsitluse tulemustele tuginedes tehti hoonele tegeliku olukorra energiasimulatsioon. Tõsteti minimaalset siseõhutemperatuuri vastavalt mõõdistustele +23 kraadini, ning lõuna- ning edelasuunalistel korteritel seadistati üks aken tuulutusasendisse üks tund päevas. Tulemused näitavad, et sellisel juhul on hoone summaarne kütteenergiavajadus 127,6 MWh/a, mis on sarnane ka tegelikule soojusenergiakulule (120 MWh/a). Kuna uuele hoonele tõenäoliselt lisainvesteeringuid ei planeerita, siis antud lõputöös neile ei keskendutud. Kulude vähendamise võimalused on valdavalt seotud elanike käitumisharjumusi muutes, lisaks soovitati paigaldada fassaadile läbimõeldum varjestus, või ehitada välja jahutussüsteem. Käesoleva uurimistöö analüüsi võib laiendada kaasaja energiatõhusatele hoonetele kehtivate nõuete järgimisele ja saavutamisele. Isegi kui ehitatakse soojapidavate välispiiretega hooneid, kasutatakse kõrgema kasuteguriga tehnoseadmeid ja taastuvenergiat, siiski on tarbijal oluline osa energiakulude kokkuhoiul. Tihti elanik ei tea, kuidas ja kui tihti reguleerida ja hooldada ventilatsioonisüsteemi ning millal ja millist mõju see sisekliimale avaldab. Tõenäoliselt tuleks projekteerimisel ka arvestada inimeste soojusliku mugavuse miinimumtemperatuuri tõstmisega paari kraadi võrra. Et vältida ebamugavat sisekliimat ja suuri energiakulusi, tuleks hoonete projekteerimisel arvestada passiivse varjestusega, mille mõju mitmed simulatsiooniprogrammid analüüsida võimaldavad. Käesolevast tööst selgub ka, et energimärgiste sisuline kontroll kohalike omavalitsuste poolt peaks olema aktiivsem ja teadlikum.

Abstract [en]

The aim of this graduation thesis is to analyze the building´s energy specifications and calculations, and compare them with the actual energy consumption during the building´s usage. The four storey residential building with office spaces has 13 offices and 25 apartments, although the building has always been fully used as residential space. The construction of the building was completed in spring 2018. It was given an A energy class designation, and it was issued with an energy performance indicator of 98 kWh/m2/year. The graduation thesis is composed of six main chapters, starting with the introduction, where a description of the building is given. The architectural and structural part of the building design, MEP projects and as-built documentation is used as the main source data for the thesis. There are 67,5 m2 of solar thermal collectors installed in the roof to reduce the amount of purchased non-renewable energy (gas). A mechanical intake and extraction system has been designed for each apartment/office along with an air-exhaust heat-recovery system. Measurements of the indoor temperature, relative humidity and carbon dioxide concentration levels in air were conducted in the building over a ten-day period. The results show, that the average indoor temperature was higher (+23 °C) than in standard usage (+21 °C) and in some apartments the CO2 level was too high because people tended to minimize the airflow because of the noise coming from the ventilation system. In the stairwell there was too high a RH level (60%) and too low temperature (+10 °C...+18 °C), which may cause mold and condensate. Chapter 3 is subdivided into two parts, in the first part the content of energy simulation with the dynamic simulation application IDA Indoor Climate and Energy 4.8 is described. Following the methodology for calculating the energy perfomance of buildings, usage profiles and configurations for lighting, equipment and ventilation for offices and living spaces is introduced. The second part of chapter 3 compares the results of simulation and energy calculations with the specifications issued to the building (EPI 2018). Investigating the calculations originally given to the building, it was releaved that there were differences in latent heat delivered to the offices and in the living spaces. Also, the giveng forecast of the solar heat production, the efficiency of the collectors was not indicated. The forecast need for heating was 90% less than the model indicated. In conclusion, the correct energy performance indicator (EPI 2018) should have been 137 kWh/m2/year which correspondends to class C. Summer indoor air temperature controls show too high indoor temperature, which is not allowed for a low energy building. Chapter 4 examines the thermal, domestic water and electrical energy consumption of the building during 2019 while the premises was entirely used. According to the weighted specific energy use calculation, the building's energy efficiency rating is D WSEU = 154 kWh/(m2/year). The results refer to the intensive heating usage. To compare the energy need to a standard usage profile set for living spaces, another simulation was performed (EPI 2020). Chapters 5 compares EPI 2020 and WSEU 2020 and provides an outline of relevant differences. The simulation model shows that it is possible to reduce ca 40% of thermal consumption only by adjusting the habits of the residents to a standard usage profile. High energy consumption is also indicated by the fact that there is too much solar heat entering the building through the windows during the heating period. Giving suggestions to reduce costs and improve indoor climate is what chapter 6 focusses on. Lowering the indoor temperature to +21 °C and opening windows only if the temperature is above +27 °C shows that energy class C is feasible. No additional investments are needed. This thesis shows that it is important to examine energy calculations, specially as high energy class is one of the key word while purchasing real-estate. The precise results are of fundamental importance to seeking to reduce utility costs. At the same time, it is important to teach residents about how to use low energy buildings, e.g maintainance and usage of ventilation systems.

Item Type: thesis
Advisor: Anti Hamburg
Uncontrolled Keywords: energiatõhusus
Subjects: Construction > Building Construction > Building Construction and Design > Building Technical Systems and Energy Efficiency
Divisions: Institute of Construction > Building Construction
Depositing User: Inge Peetris
Date Deposited: 04 Jun 2020 08:04
Last Modified: 04 Jun 2020 08:04
URI: https://eprints.tktk.ee/id/eprint/5289

Actions (login required)

View Item View Item