Olemassa olevan toimistorakennuksen energiaratkaisujen optimointi
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden 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
2017-01-23
Department
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
K3007
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
91 + 6
Series
Abstract
Rakennukset ja rakentaminen aiheuttavat noin 40 % Suomen CO2-päästöistä, joten päästötavoitteet saavuttaakseen Suomen tulee parantaa merkittävästi myös olemassa olevien rakennusten energiatehokkuutta. Työssä tutkittiin 80-luvun loppupuolella rakennettua Colosseum-toimistorakennusta ja siihen soveltuvia energiaratkaisuja. Kiinteistön omistajan kannalta tärkein taloudellinen mittari on kiinteistön käyttöaste, minkä vuoksi työssä arvioitiin myös ehdotettujen energiaratkaisujen mahdollisia vaikutuksia kiinteistön houkuttelevuuteen vuokramarkkinoilla ja siten kiinteistön käyttöasteeseen. Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin hajautetun energiantuotannon ratkaisuihin ja tulevaisuuden energiatrendeihin, jonka perusteella potentiaalisimmat energiaratkaisut valittiin tarkempaan tarkasteluun. Energiaratkaisujen laskennassa hyödynnettiin työkaluina muun muassa Earth Energy Designer-ohjelmaa maalämpölaskennassa sekä dynaamista laskentatyökalua IDA ICE:a sisäpihan kattamisen osalta. Parhaiden energiaratkaisujen valinnassa hyödynnettiin stokastista monikriteeristä arvostusanalyysia (SMAA) ja Monte Carlo-simulointiin pohjautuvaa SMAA-työkalua. Mallin kriteereiksi valittiin sisäisen korkokannan, E-lukuvaikutuksen sekä CO2-päästövähennyksen lisäksi myös ratkaisujen vaikutus kiinteistön houkuttelevuuteen vuokramarkkinoilla, jonka arvot määritettiin asiantuntijapaneelin avulla. SMAA-analyysi suoritettiin aluksi ilman asiakasedustajan preferenssidataa, jotta saatiin informaatiota kriteerien painotuksen vaikutuksesta lopputulokseen. Yhtälailla analyysi suoritettiin huomioimalla asiakasedustajan preferenssit informaation saamiseksi tarkasteluvaihtoehtojen todellisesta hyväksyttävyydestä. Analyysissa huomioitiin myös vaihtoehtojen osalta 2 eri skenaariota. Jälkimmäisessä rajattiin pois ne vaihtoehdot, jotka edellyttäisivät nykyisen lämmönjakojärjestelmän saneerausta vesikiertoiseen. Preferenssidata huomioiden, SMAA-analyysin perusteella paras vaihtoehto oli katolle ja julkisivulle asennettavat aurinkosähköjärjestelmät oletuksella, että kiinteistössä ei tehdä suurempaa saneerausta. Mikäli mahdollisuus suurempaan saneeraukseen huomioidaan, on vesikiertoisella lämmönjakojärjestelmällä toimiva maalämpöjärjestelmä 400 m syvyisillä kaivoilla paras ratkaisu. Mikään vaihtoehdoista ei ollut varsinaisesti kustannustehokas pelkän energian takaisinmaksuajan valossa, mutta soveltuvimpien ratkaisujen toteuttamista puoltavat arvioidut positiiviset vaikutukset kiinteistön houkuttelevuuteen vuokramarkkinoilla.Buildings and their construction account for 40 % of CO2-emissions in Finland. In order to reach the current emissions goals, Finland must significantly improve its energy efficiency also in existing buildings in addition to new buildings. To examine energy efficiency of existing buildings, this study evaluated the most suitable energy solutions for an existing office building “Colosseum”. However, the most important economic criterion for the estate owner is the occupancy rate of the estate. Therefore, the potential energy solutions were also evaluated considering their impact on the attractiveness of the building in the rental market. In the literature review, distributed energy generation and future energy trends were reviewed in order to choose the most potential energy solutions for the client needs. These solutions chosen for more precise analysis included different configurations of solar power, ground source heat, and roof constructions, along with district heating. The main energy calculation tools utilized in this study included The Earth Energy Designer and the IDA ICE. In order to achieve the most suitable energy solutions for the building, stochastic multicriteria acceptability analysis (SMAA) was utilized as the main evaluation method. The chosen criteria for this analysis were internal rate of return, E-value, reduction in CO2 emissions, and the effect on the attractiveness of the building in the rental markets. The values for the attractiveness criteria were defined with an expert panel. The SMAA-analyses were conducted both with and without the preference information of the client representative in order to achieve information considering the acceptability of the solutions. In addition, two scenarios considering the potential options were executed. The second scenario excluded options with substantial renovation, for the possible harm they might cause for the tenants. As a result, the most acceptable solution with the preference information was geothermal heat with waterborne distribution system with 400 m boreholes. In the scenario where substantial renovation is not possible, the most acceptable solution was the solar panel system on the roof and on the façade. However, every option was rather cost-ineffective considering their energy payback time. On the other hand, when considering also the effect on the attractiveness of the building in the rental markets, the potential options may be justified.Description
Supervisor
Lahdelma, RistoThesis advisor
Räikkönen, VilleKeywords
monikriteerianalyysi, SMAA, hajautettu energia, toimistorakennus, aurinkosähkö, maalämpö