Jaakko Ketomäki ja Heikki Ihasalo: Älyrakennusten avulla on mahdollista vähentää turhaa lämmittämistä ja valaistusta

Kuvittele tilanne, että olet töissä isossa toimistorakennuksessa. Kävelet aulasta sisään ja kohti omaa työhuonettasi. Reitti on monimutkainen. Valot syttyvät, mutta yksitellen, aina sen mukaan mihin suuntaan olet menossa. Joku ikään kuin ohjaa kulkuasi sokkeloisessa toimistorakennuksessa ja tekee sen vuorovaikutuksessa kanssasi. Kyse on älyvalaistuksesta.  

Älykäs rakennus onkin tavalla tai toisella vuorovaikutuksessa käyttäjän ja ympäristön kanssa. Mikäli rakennukselta puuttuu älykkyyttä, se on passiivinen ja odottaa käyttäjän kertovan, mitä seuraavaksi pitäisi tehdä.

Älyrakennusta voisi verrata uuden sukupolven autoon. Auto kertoo huollon tarpeen, ohjaamon lämpötila pysyy automaattisesti miellyttävänä sekä  autossa on runsaasti käyttöä eli ajamista helpottavia automaattisia toimintoja. Älykkäät toiminnot voivat parhaimmillaan säästää myös polttoainetta tai auton sähkönkulutusta. 

Jotain samankaltaista voisi olla älyrakennuskin. Sisäilman tulisi pysyä raikkaana ja sopivan lämpöisenä ilman suurempia toimenpiteitä, valaistuksen säätäminen tapahtuu automaattisesti ja rakennukset ilmoittavat vikatilanteista automaattisesti. Lisäksi, mikä tärkeintä, älytalot pystyvät säästämään energiaa. 

Energiansäästön kannalta olennaista on kiinnittää huomio talojen lämmitykseen ja valaistukseen. 

Miten arvioida rakennusten älykkyyttä?

Älyrakennusten arviointimenetelmiä on kehitetty viime vuosina voimakkaasti. 

Uudet arviointityökalut tarkastelevat rakennusten älykkyyttä turvallisuuden, tietoliikenneyhteyksien, energianhallinnan, käyttäjien hyvinvoinnin, tuottavuuden ja kestävän kehityksen näkökulmasta. 

Tunnetuin mittari – ainakin rakennusalan ammattilaisten parissa – on kuitenkin Smart Readiness Indicator (SRI) eli rakennusten älyindikaattori. Mittari on olennainen nimenomaan energiansäästön näkökulmasta.

Älyindikaattori on rakennusten energiatehokkuusdirektiivissä määritelty menetelmä älyvalmiuden arviointia varten. Se tarkastelee rakennuksen älyvalmiutta käyttäjän, energiaverkon ja energiatehokkuuden näkökulmista.

Arviointia tehtäessä rakennuksen talotekniset järjestelmät arvioidaan yksi toiminnallisuus kerrallaan. Esimerkiksi lämmityksen osalta arvioidaan erikseen useita eri alakohtia kuten lämmityspattereiden ohjausta. Valaistuksessa taas arvioidaan valaistuksen ohjausjärjestelmää ja päivänvalon hyödyntämistä. 

Älykäs valaistus tuo viihtyvyyttä ja vähentää energiantarvetta

Valaistus on käyttäjille näkyvin talotekniikan osa-alue, mutta sen ohjaus on kuitenkin usein piilotettu konepellin alle. 

Yhä useammin toimistotiloista on nykyään vaikea löytää perinteisiä valokatkaisijoita. Valot syttyvät ja sammuvat sen mukaisesti, miten ihmiset tiloissa oleskelevat. Ratkaisu on järkevä niin viihtyvyyden kuin energiantarpeen näkökulmasta. 

Liiketunnistimen käyttäminen valaistuksen ohjaamisessa ei ole kuitenkaan varsinaisesti sellaista älykkyyttä, mitä älyrakennuksista puhuttaessa tarkoitetaan. Älytekniikasta on kyse vasta kun kaikki valaisimet yhdistetään samaan ohjausjärjestelmään, jonka avulla niitä voidaan sytyttää, sammuttaa ja säätää yksilöllisesti. 

Pidemmälle kehittyneissä järjestelmissä valaistus oppii tunnistamaan käyttäjänsä sekä oman sijaintinsa ja kertomaan sen toisille valaisimille.  

Älykäs lämmitys huomioi sähkön hintavaihtelut

Rakennusten lämmittäminen on merkittävin asumisen energiankulutuslähde.  Osa tästä on turhaa hukkalämmittämistä. 

Suomessa tilojen lämmitystä on tyypillisesti ohjattu käsin patteritermostaattien avulla. Viime vuosina  lämmitykseen on tuotu älykkyyttä esimerkiksi oppivilla ohjausratkaisuilla ja älykkääseen energiaverkkoon liittämisellä. 

Oppivat ratkaisut seuraavat tilojen lämpötiloja sekä käyttöä ja tarpeenmukaistavat automatisoidusti näiden tietojen perusteella lämmön käyttöä. Tilassa tai rakennuksessa, joissa ei ole käyttäjiä, voidaan lämpötilan antaa laskea ja säästää energiaa. Jo muutaman asteen  lämpötilan lasku säästää energiaa huomattavasti. 

Järjestelmät osaavat myös aloittaa lämmityksen etukäteen ennen kuin tilaan saavutaan. Käyttäjien ei siis tarvitse puuttua säätöihin vaan älykäs järjestelmä tekee ohjaukset huomaamattomasti taustalla.

Älykkääseen energiaverkkoon liitetty lämmitysjärjestelmä osaa taas joustaa energiankäytössä silloin kun sähköverkon taajuus muuttuu tai energianhinta on korkea. Tämä on mahdollista nostamalla lämpötilaa ennen hintapiikkiä ja antamalla lämpötilan laskea aivan korkeimman hinnan aikana. Lämpötilamuutoksien ollessa pieniä ja lyhytaikaisia, eivät tilojen käyttäjät edes huomaa näitä muutoksia. 

Rakennusten energiankäytön kulutusjoustolle on tarvetta, sillä uusiutuvan energian lisääntyessä sähkön hintavaihtelut kasvavat. Tuuli- ja aurinkovoimalla tuotetun sähkön  varastointi kun ei ole edelleenkään mahdollista laajassa mittakaavassa. 

Älyrakennusten avulla voidaan näin vähentää energiankäyttöä tiettyinä hetkinä sekä saada tuotanto ja käyttö parempaan tasapainoon. 

Kirjoitus on julkaistu MustRead Akatemiassa.