Passiivinen aurinkolämpö asuintalossa, Ranska Passiivisen aurinkolämmön projektianalyysi Clean Energy (CE) Projektianalyysi kurssi Passiivinen aurinkolämpö asuintalossa, Ranska Kuva: Pamm McFadden (NREL Pix) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Tavoitteet Tarkastella passiivisen aurinko- lämmön perusteita Kuvata passiivisen aurinkolämmön projektianalyysin avainkohtia Esitellä RETScreen® Passivisen aurinkolämmön projektimalli

Mitä passiivinen aurinkolämpö tuottaa? Passiivisen aurinkolämön toteutus- suunnitelma asuinkiinteistöön, Saksa 20 – 50 % tilojen lämmöntarpeesta …mutta myös… Mukavuutta Luonnonvaloa Vähentää jäähdytys- kustannuksia Vähentää ikkunoiden huurtumista Sallii pienemmän lämpö/jäähdytyslaitoksen Kuva: Fraunhofer ISE (Lähde: Siemens Research and Innovation Website) NREL rakennus, Golden, Colorado Kuva: Warren Gretz (NREL Pix)

Passiivisen aurinkolämmön toimintaperiaatteet Tavanomainen Kesä Talvi Passiivinen aurinkolämpö Tehokkaat ikkunat Lippa/ katos Lämpöä varaava massa

Tehokkaat ikkunat Kaksi- tai kolmilasinen Vähäiset häviöt Suojakaasu Eristetyt välitilat Eristävät karmit, lämmönläpäisemät-tömyys Laseja e Täyte Välitila Karmi U-arvo (W/(m2°C)) Aurinkolämmön tuottokerroin 3 0,1 Jalo- kaasu Erist. Puu Ikkunan keski-kohta Koko ikkuna 3 0,8 Ilma Alumiini Puu 2 0,1 Jalo- kaasu Erist. Puu 2 0,8 Ilma Alumiini Puu 2 0,8 Ilma Alumiini Alumiini 1 0,8 - - Alumiini 2 4 6 8 0,2 0,4 0,6 0,8

Varjostus ja lämmön varaava massa Varjostavat rakenteet estävät liiallisen lämpenemisen kesäaikana Räystäät päiväntasaajan suuntaan auringon ollessa korkealla Varjostavat puut, läheiset rakennukset ja rakenteet Verhot, luukut, markiisit, sisennetyt ikkunat, kaihtimet, jne. Lämpö varautuu massaan, vähentäen lämpötilan heittelyä Jos päiväntasaajan suunnattu ikkuna-ala ylittää lämmitetyn lattia-alan 8 -10 %:lla, perinteinen kevytrakenteinen rakennus kuumenee liikaa Käytä kaksinkertaisia kipsilevyseiniä, kattoja, laattalattioita, tiilisiä tulisijoja, jne. Käyttämällä aktiivisia järjestelmiä, lämpö voidaan jakaa koko rakennukseen

Aurinkovarata verrattuna tilojen lämmityksen tarpeeseen Iqaluit, Kanada, 64ºN Buffalo, USA, 43ºN 6 6 4 4 2 2 Max auringonpaistetta tunteina per päivä Max auringonpaistetta tunteina per päivä 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Moskova, Venäjä, 55ºN Lanzhou, Kiina, 36ºN 6 6 4 4 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Varjostettuna ne kuukaudet joissa keskimääräinen lämpötila on joko vähemmän tai yhtä kuin 10ºC

Esimerkki passiivisen aurinkolämmön kustannuksista ja säästöistä Kanada, omakotitalo Kaksilasinen +matala e +argon +eristetty välitila +kolmas lasi Ikkunoiden lisäkustannukset 5 – 35 % 400$ - 2 000$ per talo 100 200 300 Ikkuna+asennuskustannus ($/m2) 20 – 50 % säästöt tilojen lämmityskustannuksissa Kaasu 0,25$/m3 150$ - 380$ vuodessa Öljy 0,35$/l 210$ - 520$ vuodessa Sähkö 0,06$/kWh 270$ - 680$ vuodessa

Passiivisen aurinkolämpöprojektin näkokohtia Kustannustehokkain uudisrakennuksessa Ikkunat voidaan vapaasti suunnata päiväntasaajan suuntaan, välttää länsisuuntausta Voidaan vähentää lämmitysjärjestelmän kokoa ja lisälämmitystä Korjausrakentamiskohteissa kustannustehokasta jos ikkunat vaihdetaan joka tapauksessa Kustannustehokkain kun lämpökuorma on suuri jäähdytyskuormaan verrattuna Parhaita kohteita matalat asuinrakennukset lauhkeilla ja kylmillä alueilla Liike- ja teollisuusrakennuksilla on suuria sisäisiä tuottoj Ikkunat tulisi huomioida osana muuta rakennuksen vaippaa

Esimerkit: Kanada ja USA Matalaenergiatalot Passiivisen aurinkolämmön tekniikka yhdistetty perinteisen näköiseen rakennukseen Taloudelliset näkökohdat eivät ole aina tärkeimpiä: not always paramount: mukavuus, ääneneristys, laadukkuus ja ympäristö Hyvä varjostus ja tehokkaat ikkunat, USA Vihreä talo, Waterloo, Ontario, Canada Kuva: Hickory Corporation (NREL Pix) Kuva: Waterloo Green Home

Esimerkit: Saksa ja Lesotho Omavaraiset aurinkotalot Enemmän laseja, enemmän varaavaa massaa, ja hallittu ilmanvaihto Koko tilojen lämmitystarve voidaan kattaa aurinkoenergialla Tehokkaat ikkunat mahdollistavat ikkunoiden sijoittamisen joustavammin sekä lämmön saannin hajasäteilystä AurinkoRondavel, Thaba-Tseka, Lesotho Freiburg, aurinkotalo Kuva: Vadim Belotserkovsky Kuva: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website)

RETScreen® Passiivisen aurinkolämmön projektimalli Maailmanlaajuinen energiantuotannon (tai tehokkuuden), elinkaarikustannusten ja kasvihuonekaasujen päästövähenemien analyysi Matalat asuinrakennukset ja pienet liikerakennukset Lämmityspainotteinen ilmasto Lämmöntuotot ja häviöt ikkunoiden kautta Varjostuksen keskimääräiset vaikutukset RETScreen®:in 12 syöttötietoa versus 8 760 syöttötietoa tuntiperustaisissa ohjelmissa Malli ei vielä sovellu: Ei-pystyt ikkunat Varjostusten hetkelliset vaikutukset Käyttäjän syöttämä rakennuskohtainen varaava massa

RETScreen® Passiivisen aurinkolämmön Energialaskenta LÄMMITYSENERGIAN SÄÄSTÖT JÄÄHDYTYSENERGIAN SÄÄSTÖT Säädä ikkunoiden lämpöarvot Laske perus- ja ehdotetun järjest. lämmön tarve Laske perus- ja ehdotetun järjest. jäähdytyksen tarve Laske sisäiset tuotot Laske perus- ja ehdotetun järjest. auringon tuotto koko lämm.kaudella Laske jäähd. Kuorman kasvu suhteessa aurinkolämmön tuottoon Laske energian- säästöt koko lämm.kaudella Laske energian- säästöt jäähd.kaudella Laske energian kokonaissäästöt Katso e-Käsikirja Clean Energy Projektianalyysi: RETScreen® Suunnittelu ja esimerkit Passiivisen aurinkolämmön Projektanalyysiosio Laske lämmityksen ja jäähdytyksen huippukuormien vähenemät

Esimerkki RETScreen® Passiivisen aurinkolämmön projektimallin varmentamisesta RETScreen® verrattu HOT2-XP 200 m2 :n tyypillisessä puurakenteisessa talossa Kaksilasiset ikkunat vaihdetaan kaksilasisiin vähäisen lämmönläpäisyn suojakaasulla eristettyihin ikkunoihin RETScreen® virhemarginaali on 18 % verrattuna HOT2-XP RETScreen verrattu myös Energialuokitusmalliiin 8 erittäin tehokkaan ikkunan vuosittaista energiansäästöä verrattu tavanomaisiin kaksilasisiin ikkunoihin Energianluokitusmalli Vuositt. energiansäästö (kWh/m2)

Johtopäätökset Passiiviseen aurinkolämpöön liittyy rakennuksen suuntaus, energiatehokkaat ikkunat, varjostukset, sekä lämpöä varaava massa joka vähentää lämmityksen tarvetta Hyvin pienillä ikkunainvestoinneilla voidaan huomattavasti parantaa rakennuksen vaipantehokkuutta, ja saada pitkäaikaista taloudellista etua RETScreen® laskee: Ikkunoiden suuntauksen, koon, tekniikan vaikutukset aurinkotuottoihin Ikkunatekniikan vaikutuks lämpöhäviöihin Varjostuksen vaikutus jäähdytyskuormaan RETScreen® is an annual analysis with monthly resource calculation that can achieve accuracy comparable to hourly simulation models on vuosiperustainen analyysilaskenta, jonka kuukausittaisen laskennan avulla päästään liki tuntiperustaisen laskennan tarkkuuteen RETScreen® tarjoaa merkittäviä säästöjä esiselvitys- ja kannattavuustutkimusvaiheissa

Kysymyksiä? www.retscreen.net Passiivisen aurinkolämmön Projektianalyysimalli RETScreen® International Clean Energy Projektianalyysi kurssi Lisätietoja RETScreen www-sivustolta: www.retscreen.net