Kiinteistönomistajien luovuttava kiinteistöistä energiatehokkuuden nimissä

Onko kiinteistönomistajan ydinosaaminen omistamisessa vai asiakkaan tarvitsemien tilojen ja niihin liittyvän palvelukokemuksen tarjoamisessa tilojen käyttäjille? Jos vastaus on jälkimmäinen, rakennuksista luopuminen mahdollistaisi paremman energiatehokkuuden.

Energiatehokkuus kiinteistössä on tuotetun palvelutason ja siihen käytetyn energian suhde. Perinteisesti olemme tottuneet mittaamaan energiatehokkuutta ominaiskulutuksilla kWh/m2 tai kWh/m3. Jo pitkään tämän rinnalla on puhuttu myös sisäolosuhteista, joka käytetyllä energialla saavutetaan. Esimerkiksi 10 % säästö toimiston energiankulutuksessa ei taatusti kannata, jos samalla palkkakustannukset kasvavat mm. lisääntyneiden sairauspoissaolojen myötä vaikkapa vain yhden prosentin.  Toimiston palkkakustannukset ovat suuruusluokkana 100 kertaiset energiakustannuksiin nähden. Asiasta on puhuttu paljon, mutta se edelleen usein unohtuu. Ehkä syynä on se, että kWh/m2 -indikaattorin tapaisia helppoja sisäolosuhteet huomioivia indikaattoreita ei oikein ole.

Ominaiskulutusten raportoinnin muovaama käsitys energiatehokkuudesta on juurtunut syvälle. Vaikka periaatteessa keskitymme ihmiseen ja hänen hyvinvointiinsa sisäolosuhteiden myötä, silti edelleen tarkastelemme asiaa neliöiden avulla. Seuraava askel olisi tarkastella tarvitsemmeko neliöitä oikeasti. Tällöin energiatehokkuudessa olisi kyse siitä, kuinka paljon energiaa tarvitaan tiettyjen tehtävien suorittamiseen. Järjestelmien tehokkuuden lisäksi tarvitaan tietoa tilojen käyttö- ja täyttöasteista sekä keinoja hallita niitä. Tätä on tarkasteltu Virpa-C-hankkeessa osana digitalisaation ja IoT:n (esineiden internet) vaikutusta kiinteistöalaan.

Digitalisaation kehitysvaiheet

Forrester-tutkimuslaitoksen Frank Gillett esitteli IoT from Strategy to Practice -webinaarissa kolme skenaariota IoT-hyödyntämiseksi digitalisaation eri vaiheissa: suunnittelu (design), käyttö (operate) ja kulutus (consume). Suunnitteluvaiheessa IoT liitetään osaksi valmiita tuotteita ja sillä saadaan lisäarvoa tuotteen käyttäjälle. Käyttövaiheen IoT puolestaan keskittyy prosessien tehokkuuden parantamiseen digitalisaation avulla. Tuotteen sijaan kehitetään yrityksen tarjoamaa palvelua. Kulutusvaiheen IoT puolestaan keskittyy yhdistämään eri toimijoilta saatua dataa kokonaan uudenlaisen palvelun luomiseksi.

Vastaavalla tavalla Granlund tiivistää omassa kiinteistöalan IoT-katsauksessaan alan kehityksen seuraavaksi kuvaksi, jossa operationaalisesta tuottavuudesta siirrytään ensin palvelumalliin, sieltä alustoihin ja lopulta autonomiseen talouteen.

kaavio

Kuva 1 IoT:n kehittyminen neljässä eri vaiheessa. [Granlund]

Tilojen käyttö- ja täyttöasteen seuranta sopii hyvin esimerkiksi digitalisaation ja IoT:n vaikutuksesta. Alkuun tiloista on seurattu lämpötilaa ja hiilidioksidipitoisuutta ja voitu raportoida kiinteistöä käyttävälle organisaatiolle, millaiset olosuhteet tiloissa pystytään järjestämään. Raportoinnista nähdään myös ongelmatilanteet, jolloin järjestelmät eivät enää syystä tai toisesta pysty tuottamaan laadukkaita olosuhteita. Kun toteutuneet olosuhteet ovat tiedossa, niihin voidaan puuttua.

Virpa-C-hankkeessa eri osapuolten tuottamaa tietoa on koottu yhteen, jotta tilojen käytöstä saadaan luotettava arvio. Esimerkiksi käyttöasteen osalta on yhdistetty rakennusautomaation läsnäolotietoa valaistusjärjestelmän läsnäoloantureiden tietoon. Kummallakin on omat alkuperäiset käyttötarkoituksensa, minkä vuoksi ne antavat hieman erilaista tietoa. Kun tämä vielä yhdistetään kameralla toteutettuun kävijämäärälaskuriin ovella, saadaan hyvä kuva tilojen käytöstä. Tilojen käyttö- ja täyttöasteen seuranta mahdollistaa käyttäjien ohjaamiseen tehokkaaseen käyttöön, mutta myös käyttöpohjaiseen hinnoitteluun siirtymisen. Tarkka tieto käytöstä ja olosuhteista mahdollistaisi myös erilaiset uudet palvelupaketit tilan käyttäjälle. Niiden selvittämistä jatkaa uusi Virpa-D-hanke.

Alustataloudesta autonomiseen talouteen

Osana tietojen keräämistä Virpa-C:ssä on myös otettu askelia kohti alustataloutta. Tampereen pilot-kohteessa Suomen Yliopistokiinteistöt päätti lähteä kehittämään omaa alustaansa, jolle kaikki pilot-rakennuksessa kerätty tieto tallennetaan ja jossa se on eri toimijoiden käytettävissä. Useimmilla mittausdatan tuottajilla on kyllä omat alustansa, mutta erilaiset tekniset ratkaisut ja puuttuvat sopimus- ja yhteistyömallit tekevät alustaan liittymisestä uusille ja pienille toimijoille vaikeaa. Myös VTT on pyrkinyt madaltamaan kynnystä tarjoamalla omaa alustaansa helposti hyödynnettävänä vaihtoehtona, johon tietoa voidaan kerätä ja josta sitä voidaan jakaa kokeiluvaiheessa ennen varsinaisen kohteeseen perustettavan kaupallisen alustan valmistumista. Osin näin toimittiin myös Virpa-C:ssä.

Seuraava vaihe IoT:n kehityspolulla olisi autonominen talous, jossa järjestelmä voi esimerkiksi itse päätellä kuhunkin tilanteeseen tarvittavat tilat ja varata ne automaattisesti. Miltä tuntuisi, jos kokouskutsua kirjoittaessasi viestiohjelmasi huomaisi tilanteen ja ehdottaisi automaattisesti sopivaa tilaa ja tarvittavia korjauksia ehdotettuun palvelutasoon. Ohjelma voisi myös kysyä tarjouksia lähialueen hotelleista ja muilta toimijoilta, jos oman yrityksen tiloista ei sopivaa paikkaa löytyisi.

Omassa esityksessään Gillett kysyy pitäisikö sinun luopua tuotteesta, jota olet tähän asti myynyt. Pitäisikö nykyisten kiinteistönomistajien siis luopua kiinteistöistä ja alkaa välittää muiden tiloja palveluna?

Lue lisää: www.virpa.fi

vesanen_teemu

Teemu Vesanen
Research Scientist
teemu.vesanen(a)vtt.fi
@tvesanen

Proper design reduces the risk of damage to swimming pool buildings

Structural air leaks can increase the risk of moisture damage in indoor swimming pool buildings. The height of the pool area affects the moisture load in the upper structures. Temperature differences can cause indoor over-pressure, which increases the risk of moisture accumulation in air leaky structures. Design, implementation and the use of technical systems can have an impact on moisture loads and the risks they pose to buildings. Air tightness of structures and indoor air relative humidity levels are the key issues for moisture safety.

Temperature differences between inside and outside air tends to cause overpressure in the upper parts of swimming pool buildings which have a high inside open air space. This allows warm and humid indoor air to flow out via the air leakage routes along the ceiling and upper walls, causing moisture from the inside air to condense in structures.

The long-term build-up of moisture causes various problems in structures, such as the growth of mould or, at worst, structural weakening. Air leakages into structures tend to be at their greatest during winter, when the indoor air humidity level is greatest compared to outside, in turn creating the greatest risk of moisture accumulating.

uimahallit

Figure 1. The indoor air pressure conditions in swimming pools, caused by indoor air conditions and the height of the premises, pose challenges to the moisture performance of structures.

 

‘Rain’ from the roof into the interior may appear in swimming halls with poor airtightness of the structure. During cold periods, indoor moisture condenses and freezes in structures via air leakage routes and when the weather turns milder, the melted water runs into the inside air space via air leaks. In cases where the airtightness is this poor, there is an elevated risk of structural damage and it is very likely that impurities within the structures can enter the indoor air as the direction of the air leakage flows changes.

The pressure conditions in a high and heated space cannot be fully controlled by ventilation. Even if a typical level of under-pressure is maintained at floor level, long periods of overpressure can occur in the upper areas. For example, if the ventilation maintains a constant under-pressure of 10 Pa at floor level in a 9-metre high hall, overpressure will occur in the upper areas for almost half of the year (Figure 2).

Figure 2 The duration of the pressure difference between indoor and outdoor air in the upper parts of indoor swimming pools of different heights, when the indoor and outdoor air pressure is the same at floor level. Evaluation performed for a one year period in Helsinki climate conditions (nominal heating year).

 

The study conducted by VTT presents the principles of design, implementation and use of technical system, which can have an effect on the moisture loads of structures and the risks they pose. The key issue is to have sufficient airtightness of structures. In addition, the relative humidity indoors is set to the lower limits of the comfort zone during winter, around 40% RH.

Due to the high humidity of the indoor air, the risk of indoor air leakages through the structures is elevated in indoor swimming pools. A similar risk can be associated with other high hall structures, even if they typically have lower indoor air humidity than swimming pools.

The results presented are part of the ’Uimahallien yläpohjarakenteiden kosteustekniikka ja paloturvalliset PU-lämmöneristeiset hallirakenteet’ (Moisture Performance of the Roof Structures of Indoor Swimming Pools and Fire Safe Hall Structures with PU thermal insulation) project, which was conducted from 21 September 2015 to 31 December 2017. The study involved examining research data, guidelines and regulations related to the indoor air and structural moisture load of indoor swimming pools, and compiling expert views on the subject. In addition, the duration of pressure differences in high halls in the Finnish climate were analysed.

You can read the publicly available customer report here http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2017/VTT-CR-06833-17.pdf

 

Tuomo Ojanen VTT

Tuomo Ojanen
Senior Scientist, VTT
tuomo.ojanen(a)vtt.fi

Oikea suunnittelu pienentää uimahallien vaurioriskiä

Rakenteiden ilmavuodot voivat lisätä uimahallin kosteusriskejä ja vaurioitumista. Allastilan korkeus vaikuttaa yläosan rakenteiden kosteuskuormitukseen. Lämpötilaeroista aiheutuva paine-ero johtaa sisäilman vuotoihin yläpohjan kautta ulos, mikä kasvattaa rakenteiden kosteusriskiä. Rakenteiden kosteuskuormiin ja niiden aiheuttamiin riskeihin voidaan vaikuttaa suunnittelulla, toteutuksella ja järjestelmien käytöllä. Olennaista on rakenteiden ilmatiiviys ja sisäilman suhteellisen kosteuden tason asettaminen talvikaudeksi viihtyisyysalueen alarajoille.

Uimahallien sisäilman ja ulkoilman välinen lämpötilaero pyrkii aiheuttamaan ylipaineen allastilojen yläosaan erityisesti korkeissa uimahalleissa. Tällöin kostea sisäilma voi kulkeutua vuotoilmareittejä pitkin hallin katon ja yläseinien kautta ulos, jolloin rakenteisiin tiivistyy kosteutta sisäilmasta.

Pitkäaikainen kosteuden kertyminen aiheuttaa rakenteisiin erilaisia ongelmia kuten homeen kasvua tai pahimmillaan rakenteiden lujuuden heikentymistä. Ilmavuodot rakenteisiin ovat tyypillisesti suurimmillaan talvikaudella, jolloin sisäilman kosteustaso on suurin ulkoilmaan nähden ja riski kosteuden kerääntymiseen on siten suurimmillaan.

uimahallit

Kuva 1. Uimahallien sisäilman olosuhteet ja tilojen korkeudesta aiheutuvat sisäilman paineolot ovat haasteellisia hallin rakenteiden kosteustekniselle toimivuudelle.

Halleissa, joiden yläpohjan rakenteiden ilmatiiviys on heikko, on voinut esiintyä veden ’satamista’ katosta sisätilaan. Tämä on aiheutunut kattorakenteisiin talvikaudella tiivistyneen ja jäätyneen veden sulamisesta lauhan jakson aikana, jolloin vesi on valunut ilman vuotoreittejä pitkin hallin sisätilaan. Ilmatiiviydeltään näin heikoissa tapauksissa on korostunut rakennevaurioiden riski ja on ilmeistä, että rakenteiden epäpuhtaudet kulkeutuvat sisäilmaan vuotoilmavirran suunnan vaihtuessa.

Korkean ja lämmitetyn tilan paine-oloja ei voida täysin hallita ilmanvaihdon avulla. Vaikka allastilan lattiatasolla pidetään yllä kohtuullista alipainetta, voi hallien yläosissa esiintyä pitkiä ylipainejaksoja. Jos esimerkiksi 9 m korkuisen hallin lattiatasolla ylläpidetään ilmanvaihdon avulla jatkuvaa 10 Pa suuruista alipainetta, on hallin yläosassa ylipainetilanne lähes puolet vuodesta (kuva 2).

Kuva 2. Sisä- ja ulkoilman välisen paine-eron pysyvyys eri korkuisten hallirakennusten yläosassa, kun hallin lattiatasolla on sama paine sisä- ja ulkoilman välillä. Tarkastelussa vuoden jakso Helsingin mitoitusvuoden (lämmitys) olosuhteissa.

VTT:n tekemässä selvityksessä esitetään suunnitteluun, toteutukseen ja järjestelmien käyttöön liittyviä periaatteita, joilla rakenteiden kosteuskuormiin ja niiden aiheuttamiin riskeihin voidaan vaikuttaa. Olennaista on riittävä ja pysyvällä tavalla toteutettu rakenteiden ilmatiiviys ja sisäilman suhteellisen kosteuden tason asettaminen talvikaudeksi viihtyisyysalueen alarajoille, noin 40 % RH tasolle.

Kuvattu ulospäin tapahtuvien ilmanvuotojen aiheuttama riski on korostunut uimahalleissa niiden korkeiden sisäilman kosteuksien takia. Vastaava riski liittyy myös muihin korkeisiin hallirakenteisiin, vaikka niiden sisäilman kosteus on alempi kuin uimahalleissa.

Esitetyt tulokset ovat osa ’Uimahallien yläpohjarakenteiden kosteustekniikka ja paloturvalliset PU-lämmöneristeiset hallirakenteet’ –projektia, joka toteutettiin 21.9.2015 – 31.12.2017. Selvityksessä käytiin läpi uimahallien sisäilmaan ja rakenteiden kosteuskuormitukseen liittyvää tutkimustietoa, ohjeistoa ja määräyksiä sekä kartoitettiin asiantuntijanäkemyksiä aiheesta. Lisäksi analysoitiin korkeiden hallitilojen painesuhteiden pysyvyyttä Suomen ilmastossa.

Julkinen asiakasraportti on luettavissa sivulta: http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2017/VTT-CR-06833-17.pdf

Tuomo Ojanen VTT
Tuomo Ojanen
Senior Scientist, VTT
tuomo.ojanen(a)vtt.fi

Tulevaisuuden rakentaminen: Hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti pitkäaikaisesti – Case: passiivipäiväkoti

Tulevaisuudessa rakennusten tulee olla entistä resurssitehokkaampia ja samalla toimia erittäin vaihtelevissa ulkoisissa olosuhteissa. Tämä asettaa haasteita rakennusten ja rakenteiden toimivuudelle

Pääsimme mukaan tekemään pitkäaikaista kenttämittausta päiväkotikohteeseen. Rakenteita tarkastellaan usein simuloimalla, koska erityisesti pitkäaikaisiin kenttämittauksiin on harvoin mahdollisuutta. Tampereelle rakennettiin erittäin hyvin lämpöeristetty passiivipäiväkoti, jossa saimme mahdollisuuden tarkastella pitkäaikaisesti, yli viisi vuotta, rakenteiden toimivuutta.

Tarkastelimme vuosien 2011 – 2017 ajan ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa jatkuvatoimisin mittauksin. Tarkasteluissa oli sekä puurakenteinen ulkoseinä että maanvastainen betonirakenteinen pohjakerroksen seinä.

Seinärakenteet toimivat kosteusteknisesti hyvin

Mittausten perusteella päiväkodin rakenteet toimivat hyvin. Pohjakerroksen seinän lämpötilat olivat tasaisia lukuun ottamatta eristetilan ulointa mittauspistettä, joka oli lähellä ulkoilmaa ja täten luonnollisesti seurasi ulko-ilman olosuhteita. Seinän suhteellinen kosteus oli alussa korkea mutta laski betonin sisällä tasaisesti koko mittausjakson ajan. Mittausjakson päättyessä vuoden 2017 alussa suhteellinen kosteus oli betonikerroksen mittauspisteessä selvästi alle 70 %. Lähellä ulkopintaa olevissa mittauspisteissä sekä lämpötilan että suhteellisen kosteuden vaihtelut seurasivat ulkoilman muutoksia. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä noin 65 – 80 % välillä mittaussyvyydestä riippuen.

Mitattu päiväkoti

Mitattu päiväkoti

Päiväkodin ensimmäisen kerroksen puurakenteisen seinän mittauspisteiden
lämpötilat ja suhteelliset kosteudet seurasivat vuodenaikojen vaihtelua. Vaihtelut puurakenteisessa seinässä olivat selvästi suurempia kuin betonirakenteisessa osittain maata vasten olevassa rakenteessa. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä (vuoden 2017 alussa) 30 – 65 % mittaussyvyyden mukaan.

Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti myös pitkäaikaisesti. Tutkimustuloksesta tekee arvokkaan myös se, että kohde oli normaali rakennuskohde eikä koerakentamiskohde. Normaali rakennusprosessi siis toimii myös erittäin hyvin eristetylle rakenteelle.

Lue lisää tutkimuksesta Sisäilmaseminaari 2017 -esityksestämme:
http://www.sisailmayhdistys.fi/Tapahtumat/Sisailmastoseminaarit/Sisailmastoseminaari-2017

VTT palvelee: www.vtt.fi/palvelut/kestävät-ja-älykkäät-yhdyskunnat
miimuairaksinen

Miimu Airaksinen
Tutkimusprofessori, VTT
@MiimuAiraksinen

 

 

jarmolaamanen

 

Jarmo Laamanen
Senior Research Techinician, VTT
jarmo.laamanen(a)vtt.fi

 

Tulevaisuuden rakentaminen: Tammela-ilmiö – onnistunut kerrostalon remontti

VTT lähti yhdessä Tampereen kaupungin ja taloyhtiöiden kanssa remontoimaan 70-luvun kerrostaloja energiatehokkaiksi. Yksilölliset ratkaisut ja lopputulokset ylittivät huimasti kaikkien odotukset.

Neljä vuotta sitten kävelin tamperelaisen kollegani kanssa tutustumassa Tammelantorin ympäristön kerrostaloihin. Kaupunki oli hakenut yhdessä VTT:n kanssa avoimella haulla taloyhtiöitä energiatehokkuuden parantamisen demonstraatiokohteiksi. Tuntui, että me olimme auttamattomasti myöhässä. 1970-luvun rakennuksiin oli vaihdettu uudet ikkunat ja monet taloista olivat saaneet uuden julkisivun. Kaupungin tahtotila kuitenkin oli keskittyä Tammelaan.

Energiatehokkaaksi myös vaiheittain

Hakijoista saimme seulottua kahdeksan kerrostaloa, kun otimme käyttöön energiatehokkuusdirektiiviin kirjatun ”staged”-periaatteen. Sen mukaan rakennus voidaan remontoida energiatehokkaaksi myös vaiheittain. Vain kaksi kahdeksasta toteutti kerralla ulkovaipan ja teknisten järjestelmien parannukset. Kaksi muuta oli jo aloittanut aiemmin energiatehokkuuden parannukset.

Näissä neljässä kohteessa energiatehokkuutta parannettiin vaihtamalla ikkunat, asentamalla lisäeristys julkisivuihin, uusimalla yhteisten tilojen valaistus ja asentamalla PILP eli poistoilmasta lämpöä talteen ottava lämpöpumppu sekä teknisten järjestelmien säädöillä mukaan lukien käyttöveden paineenalennus. Kolmessa muussa kohteessa tehtiin julkisivun lisäeritystä lukuun ottamatta samat toimenpiteet. Yhdessä kohteessa investoitiin ainoastaan erityyppisiin lämpöpumppuihin. Kaikissa kohteissa tehtiin muita pieniä toimenpiteitä.

Betonista kuoriutui jalokivi

Jokaisessa taloyhtiössä tarvittiin hankkeelle aktiivinen puuhamies, joko hallituksen puheenjohtaja tai isännöitsijä. Sattui joukkoon myös innokas asuntosijoittaja, joka hoksasi pilotoinnin mukanaan tuoman taloudellisen kannustimen. Osa taloyhtiöistä päätti pilotointikohteeksi lähdöstä ja toimenpiteistä nuijan kopautukselle, osassa tarvittiin useampia istuntoja.

Nyt jälkeenpäin taloyhtiöiden osakkaat ovat yli 90-prosenttisesti olleet hyvillä mielin päätöksestään lähteä EU GUGLE -projektin pilottikohteeksi. Erityisen ylpeitä ovat viimeiseksi valmistuneen kohteen asukkaat, jotka esittelevät talonsa jalokiveksi pesubetonipintaisten aikalaisten keskellä (kuva).

Tammela

Energiansäästö on merkittävä 40 %

EU GUGLE -projektin vaikutukset eivät jää pilottikohteisiin. Kun neljä vuotta sitten etsimme kohteita, tuskin kukaan tunsi PILP-teknologiaa. Teknologia on tehnyt läpimurron markkinoille näiden neljän vuoden aikana. Merkittävä osa siinä on ollut EU GUGLE -kohteiden seurannalla ja avoimella tiedotuksella.

Yhteistyö taloyhtiöiden kanssa on kyseenalaistanut monet väitteet. EU GUGLE -piloteissa päätökset saatiin aikaan loppujen lopuksi aika kivuttomasti, asuntosijoittaja edisti taloyhtiönsä remontteja, taloyhtiöiden seniorit olivat hyvin innostuneita sekä remonteista että uusista teknologioista, ja energiansäästöjäkin saatiin aikaiseksi. Tähän mennessä pilottien yhteen painotettu energiansäästö on 40 %. Pilottien seuranta jatkuu vielä kaksi vuotta.

Lisätietoja pilottikohteista: http://www.eu-gugle.eu/

Terttu Vainio VTT

Terttu Vainio, erikoistutkija
terttu.vainio (a) vtt.fi
, 040 508 0983

Yösähköstä kokonaisvaltaiseen energiansäästöön

Viime viikkoina uutisia selatessa on väistämättä törmännyt otsikoihin aiheista kysyntäjousto, älykäs kotiautomaatio ja etäluettavat sähkömittarit. Suomen on sanottu olevan älykkäiden energiajärjestelmien kehityksessä maailman kärkeä, mikä avaa mahdollisuuksia suurilla ja globaaleilla markkinoilla. Kuluttajalle voi kuitenkin jäädä epäselväksi, voiko tästä kehityksestä hyötyä muun kuin vanhan tutun yösähkön kautta.

Yle uutisoi taannoin, kuinka uudet älymittarit muuttavat kodin arkea. Maaliskuussa taas älyteknologian yleistymisen kerrottiin synnyttävän sähkömarkkinoille aivan uudenlaisia sähkötuotteita. Etenkin jälkimmäistä uutista lukiessa tutkijan kuuluisa kupla puhkesi, kun kyse olikin vanhasta tutusta sähkön tuntihinnoittelusta. Monelle kuluttajalle tuntihinnoittelu on kuitenkin jäänyt arpapelin kaltaiseksi vaihtoehdoksi – sähkö voi olla halpaa tai sitten kaivellaan lompakoita kunnolla.

Tuntihinnoittelu on pelkkä jäävuoren huippu energiamarkkinoiden pinnan alla kuohuvista muutoksista. Älyteknologian osalta yksi konkreettisimmista esimerkeistä on Fingridin vuonna 2019 käyttöön otettava Datahub, joka tehostaa tiedonvaihtoa sähkön vähittäismarkkinoilla tarjoten rajapinnan liiketoimintaa kehittäville toimijoille. Toisaalla EU haluaa komission talvipaketissa esitettyjen näkemystensä mukaan lyhentää taseselvitysjakson 60 minuutista 15 minuuttiin, muokaten näin markkinoiden toimintaa huomattavasti dynaamisemmaksi.

Älyteknologia ja dynaamisuus yhdistyvät tällä hetkellä sähkömarkkinoilla näkyvimmin kysyntäjouston muodossa, jonka idea on paperilla varsin yksinkertainen: kulutusta siirretään sähkön tuntihinnoitteluun perustuen kalliilta tunneilta halvemmille tunneille, mikä näkyy kuluttajan sähkölaskussa säästönä. Fortumilla on meneillään kaupallinen sähkön kysyntäjoustokokeilu, jossa 70 sähkölämmitteisen omakotitalon lämminvesivaraajista on koottu yhteensä teholtaan yli 100 kW virtuaalivoimalaitos, jota voidaan hyödyntää verkon tehotasapainon ylläpidossa. Esimerkkejä kysyntäjoustosta löytyy myös lämmityssektorilta: Fourdeg liittää termostaattiin sääennusteen ja pilvipalvelun, joiden avulla säädetään asunnon lämpötilaa huonekohtaisesti energiaa, ja samalla rahaa, säästäen.

Fingridin Tuntihinta-mobiilisovellus

Kuluttaja voi jo seurata esimerkiksi Fingridin Tuntihinta-mobiilisovelluksella sähkön tuntikohtaista pörssihintaa ja saada hälytyksiä, jos tuntihinta ylittää käyttäjän asettaman hälytysrajan. Kysyntäjousto edellyttää pörssihintaan sidottua sähkösopimusta. Manuaalisesti kulutusta ohjaamalla säästöt jäävät kuitenkin marginaalisiksi.

Sähkö ei tulevaisuudessa ole enää ainoastaan pistorasiasta laitteeseen kulkeva hyödyke, vaan sähkö ja lämpö linkittyvät olennaisesti toisiinsa, ja kodeista löytyy molempien pientuotantoa ja vieläpä energian varastointiratkaisuja. Lisäksi näitä järjestelmän eri komponentteja on ohjattava hallitusti niin, että kodissa on viihtyisää viettää aikaa. Kaiken tämän ymmärtämiseksi vaaditaan monen eri osaamisalueen ja näkökulman yhdistämistä yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä voi näyttäytyä kuluttajalle ylitsepääsemättömänä esteenä osallistua kodin energiankulutuksen aktiiviseen ohjaukseen.

Jokainen kuluttaja on erilainen ja haluaa osallistua kotinsa energiankulutuksen ohjaukseen eri tavoin. Osallistumisen helpottamiseksi käynnistimme hankkeen nimeltä DyRES (DYnamic platform for demand RESponse), jossa luomme dynaamisen laskentapohjan joustavan sähkön ja lämmön käytön optimointiin. Lähestymistapamme on hieman nurinkurinen: malleja monimutkaistamalla asioita voidaan yksinkertaistaa ja tuoda lähemmäs käytäntöä. Mainittu monimutkaisuus pitää sisällään kunkin kysyntäjoustossa hyödynnettävän yksittäisen laitteen toiminnan ja ominaisuudet, rakennusmallit, säätöpiirit ja järjestelmän ohjauslogiikan kuluttajan käyttäytymisen mukaan sekä paljon muuta. Kaiken monimutkaisuuden päälle luodaan kuitenkin kuluttajan tarpeisiin soveltuva selkeä käyttöliittymä. Konsepti demonstroidaan ensin asuinalueilla, mutta kehitetty alusta soveltuu yhtä lailla teollisuuden monimutkaisten prosessien kysyntäjouston toteutukseen käyttämämme Apros®-mallinnustyökalun ansiosta.

DyRES

DyRES yhdistää analyyttisen laskennan, dynaamisen simuloinnin sekä kuluttajarajapinnan yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Tämä mahdollistaa algoritmien ja optimoinnin läpinäkyvän hyödyntämisen kuluttajille tarkoitetuissa käytännön sovelluksissa. Laskentapohjan eri tahoille tarjoamiin hyötyihin keskitytään tarkemmin blogin seuraavassa osassa.

Kehittämämme alustan tarkoituksena on viime kädessä ohjata kuluttajan sähkön ja lämmön käyttöä siten, että energiankulutus ja siihen liittyvät kustannukset pienenevät, tinkimättä kuitenkaan asuinmukavuudesta. Tämän mahdollistavat uutisissa ahkerasti mainitut kotiautomaatio ja älykkäät sähkömittarit. Visuaalinen rajapinta automaation ja kuluttajan välillä mahdollistaa kuluttajan osallistumisen oman aktiivisuuden mukaan − tai passiivisen osallistumisen. Polttava kysymys on kuitenkin, mikä ketäkin motivoi osallistumaan kysyntäjoustoon: raha, ympäristövaikutukset vai jokin muu seikka?

VTT on mukana Energiatehokkuus 2.0 rakentamisessa -seminaarissa 22.5.2017 Heurekassa. Tule keskustelemaan siitä, mitä kysyntäjoustopalveluissa tulisi ottaa huomioon niin kuluttajan, rakentajan kuin palveluntarjoajan näkökulmasta.

Tomi Thomasson VTT

Tomi Thomasson, tutkija

Elina Hakkarainen VTT

Elina Hakkarainen, tutkija
Twitter: @e_Hakkarainen

Mikko Jegoroff VTT

Mikko Jegoroff, tutkija