Edullisinta energiaa on se, jota ei käytetä

Sähkön ja kaukolämmön hintojen nopea nousu rasittaa merkittävästi kiinteistöjen taloutta. Harva tietää, että 20–30 % energian kokonaiskulutuksesta voi olla tarpeetonta, vaikka kaikki talotekniset järjestelmät toimisivat oikein. Talotekniikan tekoälyoptimointi ja digitaalinen toiminnanvarmistus on uusi lisä kiinteistöjen työkalupakkiin, jolla saadaan aikaan kuriin turha energiakulutus ja ilmastoa rasittavat hiilidioksipäästöt.

Tilojen käyttötarpeiden vaihtelu ja talotekniikan ylikapasiteetti tarjoaa merkittävää energiansäästöpotentiaalia

Etä- ja hybridityöskentelyn yleistyminen on johtanut siihen, että erityisesti toimistokiinteistöjen käyttöasteet vaihtelevat huomattavasti.

Tilojen osittain vajaista ja jatkuvasti muuttuvista käyttöasteista näyttäisi muodostuvan koronapandemian jälkeen uusi normaali. Kun päätetään, pidetäänkö asiakastapaaminen, sisäinen palaveri, seminaari tai opetus tänään etänä, se vaikuttaa merkittävästi käyttöasteisiin. Tällöin talotekniikan (LVI:n) kokonaiskapasiteetista tarvitaan vain osa käyttöön.

Rakennusten talotekniikka on mitoitettu siten, että sen kapasiteetti vastaa jatkuvaa käyttöä ja oletettuja maksimi henkilömääriä. Tämä tarkoittaa, että sisäilmaolosuhteita tuotetaan jatkuvasti yli todellisen tarpeen myös niissä tiloissa, joissa käyttöasteet pysyvät korkeana, mutta joiden todelliset käyttäjämäärät ovat reilusti alhaisemmat kuin mitoituksessa huomioidut.

Molemmat tapaukset mahdollistavat energiankulutuksen vähentämisen samalla tarpeenmukaisista sisäilmasto-olosuhteista huolehtien.

Data, analytiikka ja tekoäly – uudet työkalut auttavat pitämään tarpeettoman energian kulutuksen kurissa

Tilojen käyttötarpeiden jatkuva vaihtelu tarvitsee vastaavasti talotekniikan toiminnan jatkuvaa optimointia, jotta turha energiankulutus voidaan leikata pois eri käyttötilanteissa.

Jos osaavaa asiantuntijaa on mahdollista käyttää optimoimaan talotekniikan asetusarvoja kerran kuukaudessa – se on jo paljon. Usein tämä ei kuitenkaan toteudu, vaan optimointeja tehdään harvemmin tai täysin satunnaisesti. Tämä yleisin toimintamalli aiheuttaa runsaasti energianhukkaa.

Tekoälyratkaisujen avulla voidaan korvata keskeisten LVI-prosessien asiantuntijatyönä tehtävä manuaalinen optimointi. Mitä tämä tarkoittaa käytännössä? Tekoälylle opetetaan datan avulla ensin prosessin toimintaa ja dynamiikkaa, jonka jälkeen se osaa optimoida esimerkiksi IV-koneiden ja verkostojen asetusarvoja minuutin välein, eli enemmän kuin 44 000 kertaa kuukaudessa. Tämä asetusarvojen optimointi on täysin automaattista. Samalla tekoäly oppii eri tilanteista ja tulee jatkuvasti yhä tarkemmaksi.

Miten tekoäly eroaa rakennusautomaatiosta

Keskeinen ero on siinä, että rakennusautomaatio on reaaliaikajärjestelmä, joka tietää mitä tapahtuu reaaliajassa ja toimii sen perusteella. Tekoäly osaa taas ennustaa mitä tulee tapahtumaan ja tekee ohjaukset ennakoiden. Olemalla askeleen edellä, ilmanvaihtoa voidaan ohjata pienemmälle jo hiukan aikaisemmin, kun raittiin ilman tarve (CO2-pitoisuudet laskevat) alkaa vähentyä ja toisin päin.

Tekoälyn voi käyttää ennakoidusti sääennusteita hyödyntäen. Jos edessä on lämmin päivä, niin ohjelmisto voi ehkäistä yön aikana tapahtuvan ylilämmityksen. Samoin sisäilmariskeihin vaikuttavaa paine-eroja sisä- ja ulkoilman välillä voidaan ennakoida ja tasata eri muuttujien perusteella.

Selvyyden vuoksi on mainittava, että rakennusautomaatio edelleen ohjaa prosesseja nykyiseen malliin ja tekoäly toimii ikäänkuin rakennusautomaation käyttäjänä ja päivittää ainostaan kuhunkin käyttötilanteeseen sopivia asetusarvoja. Olemalla kuitenkin askeleen edellä, voidaan saavuttaa merkittäviä säästöjä.

Kuinka paljon talotekniikan tekoälyoptimoinnin avulla voi säästää?

Nuukan ratkaisuilla säästöt ovat olleet sähkön osalta 20–50 % ja lämmön osalta 10–30 %. Peruslämmityksen osalta säästöt ovat luokkaa 10–20 %.

Asiantuntijatyönä tehty optimointi ei pääse lähellekään samoja tuloksia ja tekoälystä saa tehokkaan digitaalisen rengin tekemään tätä arvokasta työtä.

Talotekniikan toiminnanvarmistus on yhä haastavampaa

Uudet energiajärjestelmät ja jatkuvasti monimutkaistuva talotekniikka haastavat rakentamisvaiheessa järjestelmien tarkastajat ja käyttövaiheessa kiinteistön ylläpitäjät.

Rakennusautomaatio on rakennusvaiheen viimeisimpiä urakoita ja sitä tehdään usein aikataulupaineissa muiden työvaiheiden, kuten LVI- ja sähköurakoiden jälkeen. Tämän takia säätöjen ja optimointien virityksille jää niukasti aikaa ja käytössä paljastuu usein puutteita. Tämä johtaa taas siihen, että ylläpito joutuu toimimaan reaktiivisesti, kun ongelmia ilmenee järjestelmissä ja korjausta vaaditaan.

Modernin talotekniikan ylläpidon pitäisi olla ennakoivaa ja jopa ohjailevaa, jolloin voidaan olla jatkuvasti selvillä laitteistojen suorituskyvyn tilasta ja huollot voidaan suunnitella ennakkoon todellisten tarpeiden pohjalta.

Ratkaisuna digitaalinen toiminnanvarmistus

Talotekniikan toiminnanvarmistusdiagnostiikka on täysin automaattinen valvontaratkaisu, joka auttaa ylläpitoa havaitsemaan laiteviat ja käyttövirheet. Lisäksi ratkaisu tarjoaa optimointimahdollisuudet ja automaattiset työohjeet huollolle. Manuaalinen valvonta ja toiminnan varmistaminen valvomo-ohjelmistolla jää lähes tarpeettomaksi ja ylläpitohenkilökunta voi keskittyä ennakoimaan ylläpitotehtäviä ja pitämään talotekniikan suorituskyky korkealla tasolla.

Nuuka on kehittänyt diagnostiikkaratkaisun talotekniikan kaikille keskeisille prosesseille ja uusiutuvan energian järjestelmille. Diagnostiikka avulla kohteista löydetään parannettavat asetukset, millä on lopulta merkittävä vaikutus tarpeettomaan energiankulutukseen. Diagnostiikkan sovellus on erinomainen lisä tekoälyoptimoinnille, koska silloin varmistetaan, että vain oikein toimivat prosessit optimoidaan.

Niin tekoälyn kun kunnonvalvontadiagnostiikan osalta keskiössä on reaaliaikainen data rakennusautomaatiosta, sisäilmaolosuhteista ja energiankulutuksista. Kaikki tämä data tarvitaan samanaikaisesti tekoälyn ja analytiikan käyttöön, jotta eri käyttötilanteet voidaan tunnistaa ja ohjata juuri tarvetta vastaavat sisäilmasto-olosuhteet eri tiloihin ja laitteistojen energiankulutusta voidaan seurata.

Tekoäly on uusi laajennus kiinteistöjen ilmastotyökalupakkiin, joka saadaan käyttöön ilman merkittäviä investointeja.

Mikko Maja on Nuuka Solutions Oy:n teknologiajohtaja ja yksi yrityksen perustajist

Nuuka on ohjelmistoyritys, joka kehittää talotekniikan kunnonvalvontadiagnostiikkaa ja tekoälyoptimointia. Ratkaisut hyödyntävät ja täydentävät kiinteistön nykyistä talotekniikkaa ja vähentävät tarpeetonta energiankulutusta, ylläpitokustannuksia sekä mahdollistavat paremman sisäilmaston rakennuksissa.