An evaluation of the effects of building regulations on energy use and green house gas emissions

Abstract

Buildings are responsible for approximately 30 % of the final energy use in the world, and account for 40 % of the total energy use in Finland. A great deal of the energy used in Finland is used for space heating. Legislation for the energy efficiency of buildings has existed in Finland since 1976 and has since then gotten gradually stricter.

The aim of this thesis was to find out how the regulations have affected the heat energy use of the apartment buildings in Helsinki, and to what extent they have affected it. Other factors that might have affected the energy use are also examined.

In this thesis qualitative research methods were used. Data provided by Helen Oy on the heat energy use in 2013 of the apartment buildings in Helsinki constructed between the years 1960 and 2013 was studied. Results from other research were examined and compared to the conclusions that were made from the Helen Oy data. Additionally data from VVO was analysed, and compared to the corresponding data in the Helen Oy material. All the buildings studied in this thesis are connected to district heating and are therefore easily compared.

The thesis lists the regulations that affect the energy use of buildings and their effects on energy use are described. The development of the energy use and changes in the building stock are compared to the regulations concerning energy efficiency. The thesis also discusses why heat energy use has decreased in the existing building stock. Other factors that might have affected energy use are explained.

The study gave evidence to believe that the stricter building regulations have led to a lower heat energy use of new buildings. The correspondence between the stricter building regulations and a decrease in the heat energy use seems to be clear especially after the 2003 regulations came into force, when the regulations have gotten significantly stricter and the heat energy use has decreased with approximately 30 %. A significant decrease as a result of the first building regulations considering energy use from 1976 cannot be seen in the Helen Oy data. By analysing the effects of renovations that have been made in the old building stock, and analysing other research results, it seems nevertheless likely that the first building regulations have affected the heat energy consumption of new construction at the time. However, at the same time as the heat energy use has decreased in new construction, the electricity use has increased, which makes the outcome less obvious when the overall energy consumption is studied.

Rakennusten osuus globaalista kokonaisenergiankäytöstä on noin 30 %. Suomessa rakennuksissa käytetään noin 40 % energian kokonaiskulutuksesta ja valtaosa siitä kuluu lämmitykseen. Ensimmäiset rakennusten energiatehokkuutta koskevat rakentamismääräykset tulivat voimaan Suomessa vuonna 1976 ja ovat tämän jälkeen tiukentuneet asteittain.

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, miten rakentamismääräykset ovat vaikuttaneet Helsingissä sijaitsevien asuinkerrostalojen energiatehokkuuteen, ja missä määrin ne ovat siihen vaikuttaneet. Lisäksi on selvitetty muita energian kulutuksen vähentämiseen vaikuttaneita tekijöitä.

Diplomityössä käytettiin kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Helen Oy:n keräämä tietokanta vuosina 1960–2013 valmistuneiden asuinkerrostalojen lämpöenergian kulutuksesta analysoitiin. Aiempien tutkimusten tuloksia tarkasteltiin ja niitä verrattiin johtopäätöksiin, jotka oli tehtävissä Helen Oy:n materiaalista. Tämän lisäksi analysoitiin VVO:n keräämiä energian kulutustietoja ja niitä verrattiin Helen Oy:n vastaaviin tietoihin. Kaikki tässä diplomityössä tarkastellut rakennukset ovat kaukolämmitettyjä asuinkerrostaloja ja tämän takia helposti vertailtavissa.

Diplomityössä selvitettiin kaikki tarkasteluajanjakson rakentamismääräykset, jotka vaikuttavat rakennusten energiankulutukseen ja pyrittiin selittämään niiden vaikutukset. Energiankulutuksen muutoksia ja asuinkerrostalokannan toteutunutta lämpöenergian kulutusta verrattiin energiankulutusta koskeviin rakentamismääräyksiin. Diplomityössä on nostettu esille, miksi lämpöenergiankulutus on vähentynyt radikaalisti olemassa olevassa rakennuskannassa. Myös muita energiankulutukseen vaikuttaneita tekijöitä tarkasteltiin.

Tutkimustulosten perusteella on todennäköistä että rakentamismääräykset ovat vaikuttaneet lämpöenergiankulutuksen merkittävään laskuun. Tämä on selvimmin näkyvissä vuonna 2003 voimaan tulleiden voimakkaasti kiristyneiden rakentamismääräysten jälkeen, jolloin lämpöenergiankulutus laski noin 30 %. Sen sijaan vuonna 1976 voimaan tulleiden, lähinnä lämmöneristävyyttä koskeneiden määräysmuutosten jälkeen, selvää pudotusta energian kulutuksessa ei ole havaittavissa. Ottaen kuitenkin huomioon vanhemman rakennuskannan lämpöenergiankulutuksen vähenemisen ja analysoimalla aiempia tutkimustuloksia, on uskottavaa että ensimmäiset rakentamismääräykset ovat vaikuttaneet sen aikaisten uudisrakennusten lämpöenergiankulutukseen. Sähköenergiankulutus on kuitenkin noussut uusissa rakennuksissa samaan aikaan kun lämpöenergiankulutus on laskenut, mikä monimutkaistaa rakennusmääräysten vaikutusten arvioimista rakennusten kokonaisenergiankulutukseen.