Monitoring and evaluating the performance of an energy-efficient newly constructed residential apartment building in Helsinki, southern Finland
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
95
Series
Abstract
The building sector plays a key role in climate change mitigation, accounting for around 40% of final energy use and 36% of energy-related emissions in the EU. As energy efficiency requirements become stricter, nearly zero-energy and zero-emission buildings are becoming the new standard in new construction. While many studies rely on simulations to evaluate energy performance, real-world monitoring of building operation is essential to validate the functionality of technical systems and indoor comfort in practice. This thesis focuses on the monitoring and performance evaluation of a newly constructed energy-efficient apartment building located in Helsinki, southern Finland. The main objective was to assess how well the building meets its energy performance targets, and evaluate if indoor environmental conditions remain within acceptable levels. The research method is based on the analysis of data collected from the building automation system. Energy flows, indoor temperatures, CO2 levels, and system-specific performance metrics were analyzed and compared to design targets. The monitoring results provide detailed information on the energy performance of the building. The actual measured energy consumption was compared to the simulated values from the design phase, which were calculated using weather data from the test reference year 2012. Although the heating degree days during the test reference year were 25% higher than during the actual measurement period, district heating consumption was 45% higher during the monitoring period. The electricity consumption of the ground source heat pump was 17% below the target, reducing the heat output and increasing the district heating demand. District cooling use exceeded the target by 48%, primarily due to the exceptionally hot summer in 2024. Of the solar electricity generated, 82% was utilized on-site, surpassing the target of 78%. Heat recovery from wastewater accounted for 17% of the energy required to heat domestic hot water. Over the one-year monitoring period, on-site production met 39% of heating demand (including heat pump electricity), 50% of cooling, and 17% of electricity use. Indoor environmental conditions were generally within acceptable limits, though occasional overheating were observed during the heating season.Rakennussektorilla on keskeinen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, sillä se vastaa noin 40% EU:n loppukäytetystä energiasta ja 36% energiaan liittyvistä päästöistä. Energiatehokkuusvaatimusten kiristyessä lähes nollaenergiarakennuksista ja päästöttömistä rakennuksista on tulossa uusi rakentamisen standardi. Vaikka monet tutkimukset perustuvat simulointeihin energiatehokkuuden arvioinnissa, rakennusten todellisen toiminnan seuranta on olennaista teknisten järjestelmien toimivuuden ja sisäolosuhteiden todentamiseksi. Tämä diplomityö keskittyy vastavalmistuneen energiatehokkaan kerrostalon seurantaan ja suorituskyvyn arviointiin Helsingissä, Etelä-Suomessa. Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää, kuinka hyvin rakennus täyttää sille asetetut energiatehokkuustavoitteet ja pysyvätkö sisäympäristön olosuhteet hyväksyttävällä tasolla. Tutkimus perustuu rakennusautomaation keräämän mittausdatan analyysiin. Energiavirtoja, sisälämpötiloja, hiilidioksidipitoisuuksia ja järjestelmäkohtaista suorituskykydataa analysoitiin ja verrattiin suunnitteluarvoihin. Seurantatulokset tarjoavat yksityiskohtaista tietoa rakennuksen energiatehokkuudesta. Todellista mitattua energiankulutusta verrattiin suunnitteluvaiheen simulointiarvoihin, jotka oli laskettu käyttäen testivuoden 2012 säätietoja. Vaikka lämmitystarveluku oli testivuonna 25% korkeampi kuin varsinaisena mittausjaksona, kaukolämmön kulutus oli 45% suurempi mittauskauden aikana. Maalämpöpumpun sähkönkulutus oli 17% alle tavoitetason, mikä vähensi tuotetun lämmön määrää ja lisäsi kaukolämmön tarvetta. Kaukojäähdytys kulutus ylitti tavoitteen 48%:lla, mikä johtui pääasiassa poikkeuksellisen kuumasta kesästä vuonna 2024. Aurinkosähköstä 82% käytettiin paikan päällä, mikä ylitti 78%:n tavoitteen. Jäteveden lämmöntalteenotto kattoi 17% käyttöveden lämmitykseen tarvittavasta energiasta. Vuoden mittaisen seurantajakson aikana oma tuotanto kattoi 39% lämmityksestä (sisältäen maalämpöpumpun sähkönkulutuksen), 50% jäähdytyksestä ja 17% rakennuksen sähköntarpeesta. Sisäilman olosuhteet pysyivät pääosin hyväksyttävällä tasolla, vaikka lämmityskaudella havaittiin ajoittaista ylilämpenemistä.Description
Supervisor
Kosonen, RistoThesis advisor
Jokisalo, JuhaKilpeläinen, Simo