Kiinteistöjen digitalisaation ja energiatehokkuuden parantaminen pieniä kokeiluja hyödyntäen

Transkriptio

1 E-Lighthouse hankkeen energiaseminaari Oulun Ympäristötalolla Kiinteistöjen digitalisaation ja energiatehokkuuden parantaminen pieniä kokeiluja hyödyntäen Olli Niemi, Suomen Yliopistokiinteistöt Oy Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 1

2 Yliopisto TTY Opiskelijana 4 v. Tutkijana ja opettajana 14 v. Dosentti Olen ollut kiinnostunut energia-asioista aina 1973 alkaen. Ekan energiakriisin aikaan opiskelemaan Kehittämisen kohteet Julkinen sektori Tampere Teollisuustilojen uudelleenkäyttö K&A ja ICT sektorin kasvun Tullin alue, kansi Oppimisympäristöt, Kokeilutoiminta Yhteiskehittäminen Hermia 14 vuotta Yritykset NCC 5 vuotta Suomen Yliopistokiinteistöt 8 vuotta Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus Verotus, energia, työllisyys, Rakentamisen teollistaminen Teollisuustilojen uudelleenkäyttö Luovat kaupungit Luovat työympäristöt, Hermia Osaamisen kaupallistaminen, startups, yrityskiihdyttämöt, ICT, peliteollisuus, Open source Koneenrakentaminen ja automaatio, Toimitilojen kehittäminen, Tulli BP Kestävä kehitys, Green NCC Asiakaskokemuksen kehittäminen Oppimisympäristöjen kehitäminen Pienet ketterät kokeilut, demot Yhteiskehittäminen Alusta-ajattelu, digitalisaatio Ilmastonmuutos & hauraat maat, mistä toivoa elää omassa maassa

3 Teknologiainnovaatiot muuttavat yhteiskuntaa Uusi materiaalitekniikka Automaatio ja robotiikka Tietoliikennetekniikka Tietotekniikka Big Science Massatuotanto Sähkö ja kemia Höyry- ja kutomakone 3 Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus

4 Teknologiainnovaatiot muuttavat kaupunkien rakenteita Osuus työpaikoista I Maatalous II Teollisuus Olli 1990 luvulla III Tieto? n ekr Kauppa-, hallinto-, koulutus- ja sotilaskaupunkeja Teollisuus-, varasto- ja liikennekeskuksia Kampuksia, asiantuntemusta edellyttäviä toimintoja korkeakoulujen läheisyydessä (keskustojen ulkopuolella) Uudet bisnessparkkeja, asuntoja, palveluita vapautuneille teollisuus- ja terminaalialueille Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 4

5 Percent of the U.S. Labour Force Työn evoluutio Olli 1990 luvulla Maatalous-aika Teollisuus-aika Palveluaika Tietämysaika Eksistentiaalinen aika 60% 40 Maatalous Teollisuus Sosiaaliset suhteet Informaatio systeemit Henkinen Hengellinen c: the Futurist November-December Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 5

6 Missä ovat seuraavat innovaatiot? Globalisaatio BKT Monimutkaisuus Muutosvauhti Fuusioaika x vuotta ITER Maatalousaika 7000 vuotta Teollisuusaika 250 vuotta Bioaika 25 vuotta Informaatioaika 50 vuotta BioneXt Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus Lähde: Mika Mannermaa, etc.

7 Tulevaisuus Älykkäät verkostot nopein supertietokone (2004:11) 70 milj MIPS, ihminen 100 milj. MIPS (=miljoona ohjetta sekunnissa) vuonna 2020 voimme ostaa 1000 :lla PC:n jolla on ihmisaivojen laskentakapasiteetti noin 100 mrd. hermosolua and 100 trillioonaa yhteyttä vuonna 2030, 1000 :n tietokoneella on tuhannen ihmisen aivokapasiteetti ja vuonna 2050 miljardin ihmisen aivokapasiteetti Tiedonsiirtonopeus Siirtonopeudet kuitukaapeleissa ovat kaksinkertaistuneet vuoden välein; lähes kaksi kertaa Mooren lakia nopeammin Syy: samassa kuidussa voidaan lähettää signaaleja eri Ethernet aallonpituuksilla Laajakaista etenee myös langattomissa yhteyksissä Optinen kuitu Olemme vasta nähneet älykkäiden verkostojen ensiaskeleet!! Morsetus Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus

8 Uusi energiaherääminen NCC:ssä NCC Oy:n toimitusjohtaja: Vaikuttaako hiilidioksidi ilmio NCC:n liiketoimintaan Tutustuin ja kauhistuin NCC:n johtoryhmä hyväksyi Green NCC ohjelman 2007, samana päivänä Al Gorellle Nobel rauhanpalkinto Muutama ajatus 10 vuoden takaa Onko hiilidioksidilla väliä Mitä se vaikuttaa Nyt mitä tehdä ilmastonmuutoksista kärsiville maille Ydinvoiman uskottavuuskriisi: Saksa polttaa ruskohiiltä enemmän kuinkoskaan Emme halua heitä Eurooppaan Voimmeko antaa heille toivoa omassa kotimaassaan Paulownia Koulutusta yrittäjyyttä Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 8

9 Hiilidioksidipitoisuus viimeisten vuoden aikana ja ennuste vuodelle 2100 Mitä tämä vaikuttaa? IPCC ennuste yläraja 970 IPCC ennuste 2100 alaraja 540 Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus

10 940 alaraja 540 Mitä CO2 vaikuttaa? Pelkään että riskit vielä suurempia Hidastavia tekijöitä: - Hiukkaset, aerosolit, alentavat lämpötilan nousua - valtamerien massa - valtameret absorboivat CO 2 - merenpintaa matalammalle pysäköityjen mannerjäitten sulaminen nostaisi merenpintaa metriä vuotta sitten meren pinta nousi 400 vuodessa 20 metriä, tästä 13 m muutaman vuosi-kymmenen kuluessa 2 o C? 1 o C NYT: 405 Hiilidioksidin määrään muutos vuotta sitten 200->280 Miten paljon lämpötila nousee pitkällä jänteellä? Lämpötilan muutos + 8 o C vuodessa Pölyn määrä Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus

11 Lämpötilan nousu oikeaan mittakaavaan! Maapallon ekokatastrofi on todellisuutta: Jos nousun k.a. 3,0 o C Päiväntasaajalla +1 o C Pohjoisnavalla +10 o C Yläraja 6 o C vaihteluväli 2100 mennessä 1-4 o C Jos maa-pallon keskilämpötila nousee 3 o C +0,9 o C joka tapauksessa %:lla kasvi- ja eläinlajeista on riski kuolla sukupuuttoon Jäätiköt sulavat, merivesi nousee, tulee kuivuutta, kovia sateita, hurrikaaneja, pakolaisia, nälkää,... Kylmää sotaa seuraakin kuuma sota! Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus

12 Kiinteistö- ja rakennusalan suunnan on muututtava: Elämme jatkuvasti kiristyvien tavoitteiden maailmassa GWh/a Energian kulutus Asuin- ja palvelurakennukset Energiatuotannon siirtoja lämmönkehityshäviöt Talokohtaiset lämmönkehityshäviöt Huoneisto- ja kiinteistösähkö Lämmityssähkö Tavoite 2020: -20 % -> 30 % Kaukolämpö Kevyt polttoöljy (hyötyenergia) Raskas polttoöljy (hyötyenergia) Kivihiili ja turve (hyötyenergia) Puu (hyötyenergia) : -70 % Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus

13 GREEN NCC KEHITYSOHJELMA 2007 NCC tuottaa energiatehokkaita tiloja ja tukee asiakkaita niiden käytössä GREEN LIVING Asuinkerrostalot Rivitalot Pientalot GREEN WORKING Business parkit Office buildings GREEN SHOPPING Kauppakeskukset GREEN RENOVATION Asuinrakennukset? Toimitilat? Viisi näkökulmaa 1. Sijainti, tavoitteena kaupunkirakenteen tiivistäminen ja julkisten liikennevälineiden käytön lisääminen 2. Energia- ja kustannustehokkaiden rakennusten suunnittelu, tavoitteena A-luokka, rakennuksen taitava massoittelu, lämmön talteenoton ja vaipan energiatehokkuuden parantaminen vakioratkaisuilla 3. Tehokas, ympäristöystävällinen toteutus, tiiviyden varmistaminen, vihreän sähkön hyödyntäminen, materiaalien kierrätys, tehokas logistiikka, ympäristöystävällisten materiaalien käyttö 4. Käyttäjiin vaikuttaminen, kolmivaiheinen käytön opastus (ennen muuttoa, heti muuton jälkeen, ensimmäisen käyttövuoden jälkeen) 5. Ympäristöystävällisyyden jatkuva kehittäminen. Kehitämme uusia konsepteja (=A, A+, A++, nolla ja plus), ja niiden toteutusta sekä omaa ja yhteistyökumppaneittemme energiatehokkuusosaamista Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus

14 Suomen Yliopistokiinteistöt Oy Kunnianhimoinen visio: Euroopan arvostetuin kampuskehittäjä Perustettiin 2009 Yliopistolaki-uudistuksen yhteydessä Omistajina valtio ja 10 pääkaupunkiseudun ulkopuolista yliopistoa, Tase-arvo 0,9 => 1,3 Mrd. Liikevaihto 120 => 151 M n. 1,1 miljoona vuokra-m 2, 247 rakennusta 16 kampuksella Tiloissa opiskelijaa, työntekijää, koululaista Verkostomainen toimintamalli Verkosto-organisaatio, vain 30 tt. Kumppaneita 1000, joissa noin 6000 henkilöä tekee noin 2350 htv:n työpanoksen Kampusareena: Rikkoo yliopiston sisäisiä siiloja, yhteinen areena Tuo yrityksiä aivan kampuksen ytimeen Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 14

15 Muuttuuko koulutus, ja mihin suuntaan? 1.ATTEMPTING TO MAINTAIN THE STATUS QUO EI-MUUTUTA, PYSYTÄÄN SELLAISENA KUIN OLLAAN Skenaario 1.a: Jatketaan nykyisellä toimintamallilla" Skenaario 1.b Opiskelijamäärät supistuvat voimakkaasti 2. RE-SCHOOLING KEHITETÄÄN VANHASTA UUTTA Skenaario 2.a UniverCity" skenaario Skenaario 2.b Yliopistoista oppivia organisaatioita" 3. DE-SCHOOLING LUOVUTAAN INSTITUUTIOSTA Skenaario 3.a Virtuaaliyliopistot haastavat perinteiset yliopistot Skenaario 3.b Tutkinnot kaupallistuvat" Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 15

16 Toimimme kuin omistajamme Yliopisto tutkii, opettaa ja vaikuttaa (kolmas tehtävä) Mekin tutkimme ja kehitämme, opimme ja opetamme ja levitämme osaamistamme yhteistyökumppaneillemme mutta myös kaikille muille kiinnostuneille SYKin T&K budjetti /v (2010-) Teemme T&K projekteja yhdessä yhteistyökumppaneittemme kanssa, Vuosina RYM SHOKissa Tulevaisuuden oppimisympäristöt 0,5=>2,5 M /v = 10 M Vuosina TKI -projektia, joiden volyymi on yhteensä 26,6 M TK-hankkeita yhteensä 10+26,6 = 36,6 M SYKillä myös oma kokeilubudjetti vuodesta 2012: /v Alussa 5 % meidän vuosikorjausbudjetista kokeilutoimintaan, nykyisin :n demobudjetti Myös kokeilutoimintaa teemme yhteistyökumppaneittemme kanssa. SYK investoi kiinteistöihin, muut saman verran kalusteisiin ja varusteisiin noin 50 demoa, joihin panostettu noin 10 M Demoissa yli 150 erilaista kokeilua, joiden vaikuttavuutta arvioitu ennen ja jälkeen mittauksin Muutospeloista ja ennakkoluuloista johtuen olemme testanneet ja kehittäneet yhteiskehittämismalleja Demojen ansiosta me itse, meidän yhteistyökumppanit ja käyttäjät, me kaikki olemme oppineet, kuinka yhteiskehittää, suunnitella, rakentaa ja käyttää uusia ratkaisuja Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 16

17 Tutkimuksella uutta tietoa Oppimisen tilat WP:n rakenne ja tutkimusaiheet ja budjetti Muuttuvat tarpeet Task 1: 605 t Aktivoivat työtavat ja sosiaalinen media vuonna ,68 M, milj. Uudet Kestävän kehityksen ratkaisut vaatimukset Task 2: t Uudet ratkaisut ja käytettävyys Task 3: 222 t Yhteiskuntavastuu ja energiatehokkuus Palveluiden kehittäminen Task 4: 382 t Oppimistilojen palvelut ja kumppanuudet t Miten opimme t 1) Opettajien täydennyskoulutus t Digitalisaatio ja sen hyödyntäminen t Uudet konseptit ja suunnittelu-ratkaisut t Terveelliset ympäristöt ja olosuhteiden hallinta t Käyttäjä-kokemukset ja käytettävyys t Energiatehokkuus t Sosiaalinen ja kulttuurinen vastuullisuus t Taloudellinen vastuullisuus t Luovat tilat ja niiden palveluiden kehittäminen t Koordinaatio ja living lab verkoston ylläpito t Ennakointi Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 17

18 Entä energia? Sen kehittämisen olen melkein unohtanut Muutamia poikkeuksia Oppimisympäristo jen kestävä kehitys, ekologinen, sosiaalinen ja taloudellinen BREEAM; Uudistuotannossa Excllent taso eli yli 70 % BREEAM pisteistä, korjaushankkeissa 55 % Aurinkosähko ä, maaenergiaa, kaukojäähdytystä, Green Financing Procem IoT Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 18

19 Miten uusia ratkaisuja kehitetään? Tarvitaan pieniä kokeiluja, joita vaikuttavuutta arvioidaan Olette kuulleet sanottavan: Data on uutta öljyä Kuka omistaa datan? Uskaltaako dataa jakaa? Pitäisiko sitä myydä? Miten vanhan o ljyn käytto eroaa uudesta? Kun vanhaa o ljyä jaetaan se vähenee ja saastuttaa Kun uutta o ljyä jaetaan se ei vähene ja oikein käytettynä luo hyvinvointia Kiradigin Teemu Lehtinen sanoo: Kokeilut ovat uutta suunnittelua Mitä hyo tyä on uudesta suunnittelusta? Miten vanha suunnittelu eroaa uudesta? Uudessa suunnittelussa testataan ratkaisuja ennen kuin niitä skaalataan Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 19

20 TTY:n kampuksen ytimeen rakennettiin älykäs, energitehokas Kampusareena Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 20

21 Kampusareenasta on tullut eräänlainen living lab, jossa tutkitaan erilaisia ilmiöitä Tässä pari esimerkkiä Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 21

22 Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 22

23 SYK on ollut mukana 1,2 M :n Procem hankkeessa yhteensä eurolla Tutkimus on antanut tavoitteittensa mukaisesti arvokasta tietoa siitä, Miten rakennuksen energian ja tehon tarvetta voidaan alentaa eri toimijoiden yhteistyöllä ja eri järjestelmien suunnitelmallisella käyto llä. Uusiutuvien energialähteiden käytto lisää vaihtelua. Miten esim. sähko autoja ja muita kiinteisto jen energiavarastoja voidaan hyo dyntää, hissejä ja muita ohjattavia kuormia säätää huipputehojen tasauksessa Miten luoda yliopistokampuksille IoT pohjainen alusta erilaisten hajautettujen resurssien hyödyntämiseksi, erityisesti energiankulutuksen ja tehontarpeen alentamiseksi Miten erilaisia jakamistalouteen ja digitalisuuteen perustuvia liiketoimintamalleja on jo käyto ssä tai kehitteillä kehittyvillä energiamarkkinoilla Miten varautua jakeluverkossa mahdollisesti tapahtuviin häirio tilanteisiin Miten synnyttää ja kasvattaa yliopistokampusten hajautetuilla resursseilla paikallisia, fyysisiä ja virtuaalisia mikroverkkoja, energiayhteisöjä ja bisnesekosysteemejä. Tutkimustietoa hyo dynnetään yliopistokampusten uudisrakennus- ja korjaushankkeiden suunnittelussa, rakentamisessa ja käytto vaiheen suunnittelussa Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 26

30 Mitä olemme kiinteistönomistajana tehneet? Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 33

31 Kyberturvallisuus Digitaaliset kiinteistö- ja käyttäjäpalvelut Virpa D Digitaaliset käyttäjäpalvelut (B2C) Virpa C (B2B) Applikaatiot, analytiikka, integroidut palvelut Toimivatko tilat ja palvelut? Rakennukset ja palvelut voivat oppia + palveluita Turvallisuus Tiedot pilvessä ja/tai kiinteistöissä Rakennusautomaatio yhdistää järjestelmät Kaikki toimii siiloissa + hyvät olosuhteet Sensorit ohjaavat toimilaitteita Kuinka arvioida käyttötapoja Ilmanvaihto Käyttötavat Turva Tunnelmat Kommunikointi Ääni analyysi Valaistus Lämmitys/ jäähdytys Muut pilvipalvelut Kuvaanalyysi Liike- & valosensorit Muut pilvipalvelut Käyttäjäpalvelut +/- C02 Käyttäjä haluaa järjestää kokouksen Ulkona Hän tarvitsee suojan kokoukselleen o C Kiinteistöjen digitalisaatio ja energiatehokkuus 34

32 Uskaltaako Virpa C projektissa antaa kiinteistöautomaatiodataa yhteistyökumppaneille Mietimme konsortiosopimusta 8 kk. Kuka omistaa datan. Kuka voi siitä hyo tyä Sitten mietimme 2 kk, voimmeko antaa sitä ilmaiseksi yhteistyo kumppaneille Sitten 2 kk millaisilla sopimuksilla talotekniikkatoimittaja antaa dataa ulkopuolisten käytto o n Vasta vuosi projektin aloittamisesta tutkimusprojektilla oli reaaliaikaista kiinteisto dataa käyto ssämme Annoimme sen Smart Campus Innovation Labin tutkijoille (ML, VR ja palvelumuotoilijat) Kesti 1,5 kk ennen kuin alan ulkopuolta tulevat tutkijat avustettuina ymmärsivät miten dataan pääsi käsiksi. Sitten he harjoittelivat sen hyo dyntämistä, muutama ylo snosto Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 35

33 6 Kampusklubin sensoridatan analysointi, kesä 2017 CO2 A534 Humidity Usage Noise Katso myös: Daniel Leggat, kampusareenan VR malli Smart Campus Innovation Labin selvitys: Feelings VTT/Virpa C/Kalevi Piira Temperature Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus Light Kampusareenan 3D VR malli

34 7 Kampusklubin sensoridatan analysointi, Kesä 2017 CO2 Havainto: Kesälämpötilat pysyvät koko ajan asteiden välissä, vaikka tavoitteena oli sallia lämpötilojen nousu aina 25 asteeseen saakka Humidity Noise Light Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus

35 SYKin digitaaliset ratkaisut Tiedon lähteet Rakennusautomaatio Siemens, Schneider, Honeywell Valaistus, liiketunnistimet, Helvar Valvonta kamerat Ihmisvirtaukset sisään ja ulos, Mirasys Rakennusten energiamittaukset Lisätyt sensori: sisäpaikannus, olosuhdesensorit, kamerat, Avoin rakennustieto Avoin palvelutieto Pilvi Pilvi Yhteiskäyttöiset tilat ja niiden varaukset Avoin käyttäjätieto Sosiaalinen media, Netistä avoin, relevatti tieto API Avoi met Rest raja pinnat Avoin IoT pilvipalvelu Kerätään ja jalostetaan kiinteistöihin liittyviä tietoja pilveen, josta rakennukset käyttäjät ja palveluiden toimittajat voivat niitä hyödyntää erilaisten sovellusten avulla omassa toiminnassaan Haku: get room temperature (esim. room: TTY A534) API Avoi met Rest raja pinnat Sovellukset Olosuhteet ja niiden säätö Opastus Käyttöasteet, käyttäjätyytyväisyys Käyttäjän oma toiminta, Esim. tilojen varaus Käyttäjäpalveluiden toiminta Kiinteistöpalveluiden toiminta Kiinteistön omistajan toiminta Ulkopuoliset toimijat Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 38

36 Siemens Schneider Honeywell, HBS Centraline (Honeywell) Markkinapaikka Apps Store MindSphere myschneider Niagara Market Place Niagara Market Place Kehitysympäristö / IoT alusta MindSphere EcoStruxture Tridium Niagara Tridium Niagara Analytiikka Navigator ExoStructure Building analytics Connected Building OBS Tridium Niagara Analytics Valvomo Desigo CC evalvomo WEBs NX (Niagara) Arena NX (Niagara extended Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 39

37 Data through 360 pictures Ref Timo Mäkimattila, Rejlers Kiinteistödata nähtävissä nyt myös mobiili-laitteiden avulla Data through AR application Ref Timo Mäkimattila, Rejlers AR application in a smart phone shows the same information When touching an interest point of 360 pictures from Kampusklubi it is possible see data from SYK IoT cloud in a Pad or Laptop Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 40

38 Kännykälle täsmällinen sijainti huoneessa Mitä tämä edellyttää? Paikkaan sidotun tiedon tunnistamisen Mitä tietoa mihinkäkin paikkaan? Arvojen analysointi aikasarjat? Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 41

39 VR olosuhteiden arvioinnissa Visio Kiinteisto jen digitalisaatio ja energiatehokkuus 42