Tulevaisuuden rakentaminen: Realistinen ihmiskäsitys toisi säästöjä rakennusten energiankulutukseen

Ihanteellista olisi, jos ihmiset ymmärtäisivät rakennusten järjestelmien toiminnan ja olisivat motivoituneita käyttämään niitä, niin kuin niitä on ajateltu käytettävän. Todellisuus on kuitenkin toinen: ihmiset ymmärtävät rakennusten toimintaa puutteellisesti ja käyttävät järjestelmiä epäoptimaalisesti.

energiankulutus

Monet ymmärtävät patteritermostaatin venttiilin kaltaisena laitteena oivaltamatta siihen liittyvää mittausta ja säätöä. Väärät uskomukset vaikuttavat termostaattien käyttöön ja johtavat helposti turhaan energiankulutukseen. Myöskään termostaattien symboliikkaa ei ymmärretä, eikä varsinkaan toimistoissa ole selvää, mihin termostaatti vaikuttaa. Eivätkä termostaatit anna ymmärrettävää palautetta käyttäjälle niin, että tämä tietäisi, että pyyntö on huomioitu ja järjestelmä on toteuttamassa sitä.

Arvoituksellisesti käyttäytyvä ihminen

Ihmiset käyttävät järjestelmiä hyvin passiivisesti. Suuri osa toimistojen sälekaihtimista on alhaalla jatkuvasti tai suurimman osan ajasta. Noin kolmasosaan sälekaihtimista ei kosketa ikinä. Valaistus on usein turhaan päällä. 60 prosenttia valoista on päällä kesäaikaan eurooppalaisissa toimistoissa erään tutkimuksen mukaan. Valot tyypillisesti näpsäytetään päälle huoneeseen saavuttaessa, mutta jätetään sammuttamatta luonnonvalon määrän lisäännyttyä. Valoja käytetään usein niin, että huoneen kaikki valot sytytetään, vaikka vähempikin valon määrä riittäisi.

Suuri osa tietokoneista on päällä jatkuvasti. Toimistoja koskevissa tutkimuksissa on todettu, että jopa 60 prosenttia tietokoneista jätetään yöksi päälle. Tähän annetaan monenlaisia selityksiä: koneen hidas käynnistyminen, sammuttamisen koettu hyödyttömyys, kulutuksen koettu pienuus, unohdus ja virheellinen käsitys, että sammuttaminen lyhentää koneen käyttöikää.

Ihmiset valitsevat helpoimman ja nopeimman. Käytös ei ole loogista, ennakoivaa tai pitkäjänteistä. On tyypillistä, että rakennuksen käyttäjä ei reagoi pieneen epäviihtyvyyteen, mutta sitten on jo kiire, kun ”epäviihtyvyyskriisi” laukeaa. Tällöin olosuhteet tulee saada miellyttäviksi heti. Jos asetuksia muutetaan, ne tahtovat jäädä tähän asentoon seuraavaan epäviihtyvyyskriisiin asti.

Ihmisten käytöstä ei voi kuitenkaan pitää epärationaalisena. Kyse on pikemminkin siitä, että olosuhteet halutaan palauttaa viihtyisäksi mahdollisimman nopeasti ja helposti sen enempää miettimättä.

On selvää, että ihmisten käyttäytyminen vaikuttaa merkittävästi rakennuksen energiankulutukseen. Erilaisia informaatiokampanjoita, joilla pyritään muokkaamaan käyttäytymistä, on järjestetty vaihtelevin tuloksin.

Rakennusten tulisi olla ihmisiä varten, eikä ihmisten rakennuksia varten

Olisi ihanteellista, jos ihmisille voitaisiin opettaa rakennusten toimintaperiaatteet. Tämä ei kuitenkaan ole realistista jo siitäkin syystä, että kiireiset toimistotyöntekijät tuskin innostuvat tällaisesta koulutuksesta. Monet talotekniset järjestelmät ovat varsin monimutkaisia, eikä toimintaperiaatteiden ymmärrystä voida asettaa käytön edellytykseksi. Kyllähän autoakin on mahdollista ajaa ilman sen toiminnan syvempää tuntemusta, kun hallintalaitteet ovat hyvät ja helposti ymmärrettävät. Rakennusten järjestelmien tulisi olla yhtä helppokäyttöiset, mutta tästä ollaan vielä kaukana.

Sen sijaan, että ihmisiä pyrittäisiin opastamaan rakennusten käyttöön ja motivoimaan heitä säästämään energiaa, voitaisiin lähteä toisenlaisesta ajattelusta. Voitaisiin pyrkiä siihen, että rakennukset olisivat mahdollisimman epäherkkiä käyttäytymiselle. Ihmisten käyttäytyminen ei siis vaikuttaisi merkittävästi kulutukseen, eikä epätarkoituksenmukainen käyttö juurikaan kasvattaisi kulutusta.

Käyttäjien moittiminen on siis väärä tie. En nostaisi sormea pystyyn. Käyttäjien opettaminen ja motivointi on toki suositeltavaa, mutta selvää on, että tavalliset käyttäjät eivät ole kovin innostuneita kuluttamaan paljoa arvokasta aikaansa rakennusten käytön opetteluun.

Ratkaisu on muualla ja erityisesti siinä, että suunnittelijoiden tulisi kyetä ymmärtämään rakennusten käyttäjien toimintaa ja ajatusmaailmaa – ja kehittää ratkaisut tältä pohjalta. Usein suunnittelijat ovat liian optimistisia rakennuksen käytön suhteen ja voivat jopa olettaa käyttäjät ikään kuin koneen osiksi, jotka toimivat ideaalisesti ja optimaalisesti. Todellisuudessa käyttäjät tarvitsevat pikemmin vapautta kuin vaatimuksia, varsinkin kun heiltä edellytetään tehokkuutta ja luovuutta työtehtävissään.

Seuraavat kolme periaatetta voisivat toimia ohjenuorana, kun tavoitteena on kehittää energiatehokkaita rakennuksia käyttäjien ehdoilla:

  • Emme voi olettaa, että käyttäjillä olisi tarvittava tieto rakennuksen tarkoituksenmukaiseen käyttöön. Vaikka osalla heistä onkin riittävä osaaminen ja taito, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
  • Emme voi olettaa, että käyttäjät ovat motivoituneita energiansäästöön (eikä varsinkaan työpaikalla). Jotkut ovat hyvinkin motivoituneita, mutta emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
  • Emme voi olettaa, että käyttäjät suorittavat aktiivisesti energiansäästötoimia. Vaikka osa heistä näin toimiikin, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.

On siis tärkeää ymmärtää, että ihmiset eivät käyttäydy optimaalisesti rakennuksen kannalta. Ihmiset ovat ihmisiä ja rakennusten tulisi olla ihmisiä varten, eikä ihmisten rakennuksia varten.

Energiatehokkuuden kannalta on tarpeen, että valitut ratkaisut pohjautuvat realistiseen ihmiskäsitykseen.

Seuraava tieteellinen artikkeli käsittelee asiaa tarkemmin:

Karjalainen, Sami. 2016. Should we design buildings that are less sensitive to occupant behaviour? A simulation study of effects of behaviour and design on office energy consumption. Energy Efficiency 9 (6): 1257-1270. doi.org/10.1007/s12053-015-9422-7

Sami Karjalainen VTT

Sami Karjalainen
erikoistutkija

Bulkkia vai yksilöllisyyttä lämpöolosuhteisiin?

Monissa ”palvelukonsepteissa” tarjotaan nykyään aivan liian usein yhtä ja samaa bulkkia kaikille. Mutta eikö todellinen palvelu ole lopulta sitä, että palvelutuote on juuri sitä, mitä asiakas todella tarvitsee – nimenomaan juuri hän ja juuri sillä hetkellä? Yksi looginen peruste bulkkipalvelulle voi olla se, että se tarjotaan rationaalisesti – ja palvelun tuottamisen kannalta kustannustehokkaasti. Tai sitten vaihtoehtoisesti bulkkipalveluissa todellisia yksilöllisiä tarpeita ei jostain syystä osata tunnistaa – eikä siis tämän takia myöskään täyttää.

Yksi konkreettinen esimerkki bulkkipalveluista on lämpöolosuhteiden tuottaminen erilaisten tilojen loppukäyttäjille. Rakennusten lämpöolosuhteet tuotetaan perinteisesti niin, että ensin lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät mitoitetaan jollekin ”sopivalle” lämpötilatasolle esimerkiksi 21,5 ˚C. Tämän jälkeen tilojen loppukäyttäjille kerrotaan, että mikäli annettu ”sopiva” lämpötilataso ei kelpaa, voitte valita itsellenne sopivimmat lämpötilat tilakohtaisia säätölaitteita käyttämällä. Kiinteistöjen ylläpitäjille tehdyissä kyselyissä ilmenee kuitenkin, että yli 90 prosentissa rakennuksista valitetaan liian korkeista lämpötiloista – ja yli 90 prosentissa rakennuksista valitetaan saman kyselyn mukaan myös liian alhaisista lämpötiloista. Miksi?

Oma selitykseni näille lämpöolosuhteisiin liittyville valituksille on se, että yksilöllisiä lämpöolosuhdetarpeita ei ole osattu tunnistaa eikä tämän takia myöskään tyydyttää yksilöllisillä palveluilla. Olen havainnut VTT:llä viimeisten kahden vuoden aikana tekemissäni tutkimuksissa, että ihmisten yksilöllinen kehonkoostumus on kaikkein keskeisin selittävä tekijä yksilöllisille lämpöolosuhdetarpeille.

Tunnetusti ei ole olemassa oikeaa sen enempää kuin väärääkään kehonkoostumusta, mutta tosiasia on se, että meillä itse kullakin on yksilöllinen kehonkoostumus. Esimerkiksi sukupuolten välillä on yksi tilastollisesti merkittävä kehonkoostumukseen liittyvä ero: miehillä on keskimäärin 5–15 kg enemmän lihasmassaa kuin naisilla. Tähän liittyen minulla on yksi kestokysymys niille, jotka elävät heteroparisuhteessa: mikäli vaatetus ja aktiivisuustaso ovat samat, kumpi palelee samoilla lämpöolosuhteissa helpommin – nainen vai mies? Lihas nimittäin tuottaa tylsillä insinööriluvuilla laskettuna lämpöä tyypillisesti 1–4 W/lihaskilo, kun esimerkiksi ihmisen ”bensatankkina” oleva rasvakudos tuottaa 0,004 W/rasvakilo.

Miten sitten yksilöllisiä lämpöolosuhdepalveluja voitaisiin teknisesti tuottaa tulevaisuudessa? Tähän tarvitaan kolme vaihetta:

  1. Monitoroidaan lämmitettävää/jäähdytettävää tilaa sekä sen käyttäjiä.
  2. Määritetään monitorointitietojen perusteella todellisen tarpeen mukainen lämpötilan asetusarvo.
  3. Tuotetaan tilaan tarpeen mukaiset lämpöolosuhteet rakennusautomaatio- ja talotekniikkajärjestelmän avulla.

Mitä tilan käyttäjältä sitten edellytetään, että tämä yksilöllinen palvelukonsepti toimisi käytännössä? Tilan käyttäjän ei tarvitse tehdä muuta kuin tulla tilaan ja nauttia hyvistä lämpöolosuhteista.

Toki tähän yksilölliseen lämpöolosuhteiden palveluun liittyy mielestäni vielä paljon avoimia ja ratkaisemattomia asioita. Ensiksikin tilojen loppukäyttäjien yksilöllisyyden suojaan liittyy ainakin kaksi ratkaistavaa näkökulmaa: miten varmistetaan yksilöllisten kehonkoostumustietojen luottamuksellisuus, ja miten varmistetaan, että yksilöiden liikkumistietoja ei käytetä väärin? Toinen käytännön haaste on tekninen: miten olemassa olevat rakennukset saadaan anturoitua ja säädettyä tilakohtaisesti? Edelleen avokonttorit ja neuvotteluhuoneet ovat pieni pähkinä: kenen mukaan tilan lämpöolosuhteet pitäisi säätää, kun tilassa on useampia henkilöitä, joilla saattaa olla erilaiset preferenssit? Toisaalta tässä uudessa palvelussa ne voidaan valita jollakin perusteella, kuten lämmityskaudella energiansäästömoodissa alhaisin asetusarvolämpötila, paikalla olijoiden keskiarvo – tai sitten iäkkäimmän tai kokeneimman yksilöllinen asetusarvo. Tämä on joka tapauksessa parempi vaihtoehto kuin nykyinen tilanne, jossa kaikki sopeutuvat siihen, mitä bulkkipalvelu sillä hetkellä antaa.

Omasta puolestani olen pyrkinyt edistämään tämän yksilöllisen lämpöolosuhteiden säädön testausta myös joissakin sopivissa VTT:n omissa tiloissa. Tässä on mielestäni huomattavan paljon potentiaalia. Näin voidaan ennen muuta parantaa tilojen loppukäyttäjien tyytyväisyyttä sisäympäristön laatuun – mikä ei ainakaan heikennä viihtyvyyttä – ja tätä kautta työn tuottavuutta. Lisäksi tämä palvelukonsepti tunnistaa tilojen käytön tai oikeammin käyttämättömyyden, jolloin tyhjiä tiloja ei tarvitse lämmittää eikä jäähdyttää energiatehokkuuden parantamiseksi. Samalla me voisimme edistää VTT:n keinoin korkean teknologian kaupallistamista.

Pekka Tuomaala, johtava tutkija