Development of the framework and the methodologies towards nZEBs in Finland

Thumbnail Image

Files

isbn9789526417547.pdf (3.76 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2024-03-26
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

Department

Konetekniikan laitos
Department of Mechanical Engineering

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

77 + app. 69

Series

Aalto University publication series DOCTORAL THESES, 72/2024

Abstract

The emerging trends for deep-retrofit of existing buildings in Europe require the formulation of strategies for nearly zero-energy buildings (nZEBs) and achieving benchmarks as outlined in the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) recast. The fundamental process of retrofitting to an explicit high performance necessitates the development of robust and diverse methodologies to be used during the early stages of planning in retrofit projects. The construction sector lacks the extensive use of such methods for early decision-making that are essential to accelerate building renovation in Europe. Perhaps literature suggests that there is a huge mismatch between the predicted and measured performance is referred to as the "Performance Gap". The most prominent causes of this uncertainty of energy performance savings identified in the literature are; specification uncertainty in building modeling, poor practice in operation, lack of proper knowledge and skills in the construction industry, facility managers, etc. Low carbon building energy technologies for low carbon generation are diverse. People's adoption of low carbon buildings increases the use of different types of renewables, and each technology utilises various natural resources in a variety of ways and the economic, social, and environmental impacts Thus, it is important to evaluate the social acceptance of low carbon buildings to understand the social perceptions of the people in terms of usage of low carbon buildings and climate challenges. The role of key stakeholders in the industry becomes highly responsible for achieving the energy performance targets. Thus, this research presents the application of combined i) research techniques and ii) building simulation and optimization strategies that shall support the decision-making in retrofitting buildings to low-energy, Nearly zero energy, and comfortable buildings. The findings of this research can provide classical knowledge in many ways. For example, (1) they provide us with a new approach to know how and what kind of steps have already been taken to create awareness about low carbon building energy technology and climate change so far in Finland, and (2) they help us to analyse public perceptions towards low carbon building applicability and to acquire knowledge about what different kinds of low carbon building energy technologies they (participants) are aware of. 3) Attitudes and approaches of the stakeholders towards nearly zero energy buildings (nZEBs). Societal acceptance study contributes to the sustainable development of low-carbon buildings meeting current and future-oriented societal needs. It will provide specific observations concerning the impact of low carbon buildings on society. This study will empower construction industry stakeholders to address the barriers, gaps, and challenges identified in retrofit projects, as well as inform the formulation of policies aimed at promoting retrofit uptake.

Rakennusten korjausrakentamisen trendi Euroopassa on uusia energiajärjestelmät perusteellisesti. Tämä edellyttää strategiaa lähes nollaenergiarakennuksille (nZEB) jotta uudet rakennusten energiatehokkuutta koskevan direktiivin (EPBD) mukaiset suoritusarvot saavutetaan. Korkeiden suoritusarvojen saavuttaminen edellyttää robustien ja monipuolisten menetelmien kehittämistä suunnittelun alkuvaihetta varten. Rakennusalalla ei ole laajalti käytössä sellaisia varhaisen päätöksenteon menetelmiä, jotka ovat välttämättömiä rakennusten korjausrakentamisen vauhdittamiseksi. Kirjallisuus viittaa siihen, että ennustetun ja mitatun suorituskyvyn välillä on suuri epäsuhta, "Performance Gap". Selkeimmät syyt tunnistettuun energiatehokkuuden parannusten epävarmuuteen ovat rakennusmallinnuksen määrittelyn epävarmuus, huonot käytännöt, sekä rakennusalan asianmukaisten tietojen ja taitojen puute. Vähähiilisille rakennuksille on erilaisia energiateknologioita. Vähähiilisten rakennusten lisääntyminen lisää erityyppisten uusiutuvien energialähteiden käyttöä, ja eri teknologioilla on myös erilaisia taloudellisia, sosiaalisia ja ympäristövaikutuksia. Siksi on tärkeää arvioida vähähiilisten rakennusten yhteiskunnallista hyväksyttävyyttä ja ymmärtää ihmisten käsityksiä vähähiilisten rakennusten toiminnasta ja ilmastohaasteista. Alan keskeisillä sidosryhmillä on erittäin vastuullinen rooli energiatehokkuustavoitteiden saavuttamisessa. Tässä tutkimuksessa esitellään yhdistettyä tutkimusmenetelmien ja rakennussimulaatio- ja optimointistrategioiden soveltamista tukemaan päätöksentekoa rakennusten korjausrakentamisessa viihtyisiksi matalaenergia- tai nollaenergiarakennuksiksi. Tämän tutkimuksen tuloksena on monen typpistä tietoa. Ensinnäkin tutkimus tarjoaa uuden lähestymistavan tietää mitä toimenpiteitä on jo Suomessa tehty lisäämään tietoisuutta energiateknologioista ja ilmastonmuutoksesta. Toiseksi tutkimus auttaa analysoimaan yleisön käsityksiä vähähiilisen rakentamisen soveltuvuudesta ja mistä erilaisista energiateknologioista he (osallistujat) ovat tietoisia. Kolmanneksi tutkimuksessa on selvitetty sidosryhmien asenteet ja lähestymistavat lähes nollaenergiarakennuksiin (nZEB). Yhteiskunnallinen hyväksyntätutkimus edistää vähähiilisten rakennusten kestävää kehitystä, joka vastaa nykyisiä ja tulevaisuuteen suuntautuneita yhteiskunnallisia tarpeita. Se tarjoaa konkreettisia havaintoja vähähiilisten rakennusten vaikutuksista yhteiskuntaan. Tämä tutkimus antaa rakennusalan sidosryhmille mahdollisuuden puuttua jälkiasennusprojekteissa havaittuihin esteisiin, puutteisiin ja haasteisiin sekä antaa tietoa politiikkojen muotoilusta, joilla pyritään edistämään jälkiasennusten käyttöönottoa.

Description

Supervising professor

Lahdelma, Risto, Prof., Aalto University, Department of Mathematics and Systems Analysis, Finland

Thesis advisor

Lahdelma, Risto, Prof., Aalto University, Department of Mathematics and Systems Analysis, Finland

Keywords

energy efficiency, social acceptability, nearly zero energy buildings, low carbon buildings, renewable energy, building simulation, energiatehokkuus, sosiaalinen hyväksyttävyys, lähes nollaenergiarakennukset, vähähiiliset rakennukset, uusiutuva energia, rakennussimulaatio

Other note

Parts

  • Behrang, A., Alam, S., Ali, M., Defega, M., Jokisalo, J., Siren, K., 2015. Influence of Energy demand response actions on thermal comfort and energy use in electrically heated residential buildings. Indoor and Built Environment.
    DOI: 10.1177/1420326X15608514 View at publisher
  • Alam, S., Moula, M.E. & Lahdelma, R 2021. Social acceptability of using low carbon building: A survey exploration. International Journal of Sustainable Energy.
    Full text in Acris/Aaltodoc: https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202006254114
    DOI: 10.1080/14786451.2020.1781852 View at publisher
  • Alam S and Lahdelma R.” Towards Net Zero Energy Buildings: building performance optimization, simulation and analysis”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering vol 609 p 72061.
    Full text in Acris/Aaltodoc: https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201911076193
    DOI: 10.1088/1757-899X/609/7/072061 View at publisher
  • Alam, S, Airaksinen, M & Lahdelma, R 2021. Attitudes and Approaches of Finnish Retrofit Industry Stakeholders toward Achieving Nearly Zero-Energy Buildings. Sustainability, vol. 13, no. 13, 7359.
    Full text in Acris/Aaltodoc: https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202108048128
    DOI: 10.3390/su13137359 View at publisher

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-64-1754-7

Collections

[diss] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG