Simulation Assisted Target Setting for Building Life-Cycle Energy Usage in the Predesign Phase
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-06-10
Department
Major/Subject
Energy Systems and Markets
Mcode
ELEC3048
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
en
Pages
62+3
Series
Abstract
The construction, heating, and electricity consumption of buildings contribute to over 30% of the greenhouse gas emissions of Finland, with buildings accounting for nearly 40% of total energy consumption. Given these figures, the construction sector holds significant potential for emission reduction. Maximizing this potential is essential to meet the goals of the Paris Agreement and mitigating the global average temperature increase within the acceptable limits. In light of the pressing need, the thesis embarked on developing an index for assessing the energy consumption of buildings, enabling users to establish energy efficiency targets prior to the planning phase. By integrating energy efficiency as a primary goal from the beginning, rather than as an outcome of subsequent choices and planning, users gain the ability to actively shape the energy performance. As a result, the immediate consequences of energy efficiency targets, such as the impact on building cost and carbon footprint, become evident. Consequently, users can assess the feasibility and impact of their chosen energy efficiency objectives. The research began with a literature review encompassing the key environmental certifications like LEED, BREEAM, and RTS environmental classification, as well as relevant European and Finnish legislation and building regulations. Subsequently, expert interviews were conducted. Utilizing insights from both the literature review and interviews, the Energy Usage Index was developed. Following this, a case-study was conducted to assess the applicability of Haahtela’s Realaizer building simulation model to meet the requirements of the Energy Usage Index. The case-study revealed that the implementation of the Energy Usage Index led to a notably 35% reduction in energy consumption for the simulated office building. However, the study identified limitations in the compatibility of the Realaizer simulation model with the Energy Usage Index requirements. Consequently, the thesis outlined development areas and improvement proposals to address these shortcomings.Rakentaminen, rakennusten lämmittäminen, sekä niiden sähkön kulutus aiheuttavat yli 30 % Suomen kasvihuonepäästöistä, ja rakennukset käyttävät lähes 40 % kokonaisenergian kulutuksesta. Rakennussektorilla on suuri päästövähennyspotentiaali, jota tulee hyödyntää, jotta saavutetaan Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteet, ja pidetään maapallon keskilämpötilan nousu sallituissa rajoissa. Edellä mainituiden syiden takia diplomityön tarkoituksena on kehittää rakennusten energiankäytön indeksi, jonka avulla käyttäjät voivat asettaa energiatehokkuustavoitteen rakennuksellensa jo ennen suunnitteluvaihetta. Tällöin energiatehokkuus on alusta alkaen mukana rakennusta määrittävänä tavoitteena, sen sijaan, että se olisi valintojen ja suunnittelun lopputulos, jolloin siihen ei käytännössä voi vaikuttaa. Näin energiatehokkuustavoitteen seuraukset tulevat myös heti ilmi, esimerkiksi rakennuksen hinnassa ja hiilijalanjäljessä, ja käyttäjä näkee, kannattaako asetettua energiatehokkuustavoitetta tavoitella. Tutkimus aloitettiin kirjallisuuskatsauksella, jossa tutustuttiin yleisimpiin ympäristösertifikaatteihin kuten LEED, BREEAM, ja RTS ympäristöluokitus, sekä Euroopan ja Suomen lainsäädäntöön ja rakentamismääräyksiin. Kerättyyn tietoon perustuen suoritettiin asiantuntijahaastattelut. Haastatteluiden sekä kirjallisuuskatsauksen perusteella luotiin Energiankäyttöindeksi. Energiankäyttöindeksiä käyttäen suoritettiin tapaustutkimus, jossa tutkittiin, kuinka hyvin Haahtelan Realaizer- simulaatiomalli pystyy vastaamaan Energiankäyttöindeksin tarpeisiin. Tapaustutkimuksessa simuloidun toimistorakennuksen energiankulutusta pystyttiin Energiankäyttöindeksin avulla pienentämään 35 % lähtötasoon verrattuna. Tutkimuksessa huomattiin, ettei Realaizer- simulaatiomalli vastaa täysin Energiankäyttöindeksin tarpeisiin, ja kehityskohdat ja parannusehdotukset esitettiin diplomityössä.Description
Supervisor
Kosonen, RistoThesis advisor
Metsärinne, SakuBöhling, Daniel
Keywords
building energy usage, energy efficient building, energy usage index, building energy usage simulation