Lämpöolosuhteiden älykäs säätökonsepti. Sisäilmastoseminaari Pekka Tuomaala Johtava tutkija, TkT Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Lämpöolosuhteiden älykäs säätökonsepti. Sisäilmastoseminaari Pekka Tuomaala Johtava tutkija, TkT Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy"

Eeva-Liisa Mattila
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Lämpöolosuhteiden älykäs säätökonsepti Sisäilmastoseminaari Pekka Tuomaala Johtava tutkija, TkT Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

2 Lämpöolosuhteiden älykäs säätökonsepti 1. Tausta 2. Lämpöolosuhteiden arviointi 3. Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5. Yhteenveto 23/03/2018 2

3 1.Tausta 2. Lämpöolosuhteiden arviointi 3. Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5. Yhteenveto 3

4 Ihmisen lämpöolosuhteiden evoluutio Ennen Nyt Tulevaisuudessa 23/03/2018 4

WIKIPEDIA Tekoäly ja tietoisuus Vahva tekoäly viittaa koneeseen, 1) joka lähestyy inhimillisen älykkyyden tasoa tai ylittää sen, 2) joka voi tehdä tyypillisesti ihmisille kuuluvia asioita, 3)

Heikko tekoäly puolestaan viittaa koneeseen, joka käyttää ohjelmistoa joidenkin sellaisten tiettyjen ongelmien tutkimiseen tai ratkaisemiseen, jotka eivät käsitä ihmisen kognitiivisia kykyjä

5 WIKIPEDIA Tekoäly ja tietoisuus Vahva tekoäly viittaa koneeseen, 1) joka lähestyy inhimillisen älykkyyden tasoa tai ylittää sen, 2) joka voi tehdä tyypillisesti ihmisille kuuluvia asioita, 3) joka voi soveltaa laajoja taustatietoja ja 4) jolla on jonkin tasoinen tietoisuus (konetietoisuus). Heikko tekoäly puolestaan viittaa koneeseen, joka käyttää ohjelmistoa joidenkin sellaisten tiettyjen ongelmien tutkimiseen tai ratkaisemiseen, jotka eivät käsitä ihmisen kognitiivisia kykyjä kaikessa laajuudessaan. Päinvastoin kuin vahva tekoäly, heikko tekoäly ei saavuta tietoisuutta, vaan se on lähinnä tietyn sovellusalueen ongelmanratkaisija. Esimerkkinä heikosta tekoälystä ovat tekstin- ja kuvantunnistus, asiantuntijajärjestelmät ja shakkitietokoneet, kuten Deep Blue. 23/03/2018 5

6 1. Tausta 2.Lämpöolosuhteiden arviointi 3. Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5. Yhteenveto 6

7 Ihmisen lämpöaistimukseen vaikuttavat reunaehdot 23/03/2018 7

8 23/03/2018 8

9 1. Tausta 2. Lämpöolosuhteiden arviointi 3.Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5. Yhteenveto

Lämpöolosuhdetutkimus sveitsiläisessä toimistorakennuksessa (2006-2009) LESO Building Lausanne, Sveitsi Kenttätutkimuskohteessa oli 14 työhuonetta eteläfasadilla, ja niissä työskenteli tutkijoita,

10 Lämpöolosuhdetutkimus sveitsiläisessä toimistorakennuksessa ( ) LESO Building Lausanne, Sveitsi Kenttätutkimuskohteessa oli 14 työhuonetta eteläfasadilla, ja niissä työskenteli tutkijoita, avustajia ja sihteereitä Lämpöolosuhdekysely tehtiin 4 kertaa päivässä, ja 28 työntekijältä saatiin seurantajaksolla yhteensä 6851 vastausta: Vaatetus Aktiivisuustaso Lämpöaistimus ja viihtyvyys ASHRAE:n asteikolla Kenttätutkimuksen ajan monitoroitiin sisä- ja ulkolämpötiloja Lähde: D. Daum et al. / Building and Environment 46 (2011) /03/

11 Lämpöaistimus Tyytyväisten osuus Lämpöolosuhdetutkimus sveitsiläisessä toimistorakennuksessa ( ) Sisälämpötila ( C) Sisälämpötila ( C) Lähde: D. Daum et al. / Building and Environment 46 (2011) /03/

12 Yksilöllisen lämpöaistimuksen kysely Lämpötilamonitorointi Seinäjoen keskussairaalan teho-osasto 23/03/

13 Kyselytutkimuksen lämpöaistimukset eri lämpötilatasoilla Lämpötila [ C] EVICURES Seinäjoen keskussairaalan teho-osasto 23/03/

14 Yksilöllinen kehonkoostumus vs lämpöaistimus (HTM laskenta) Kolme miestä ja kolme naista Kaikilla sama aktiivisuus (1 MET, 58 W/m 2 ) ja vaate-tuksen lämmöneristystaso (0.86 clo) ΔT opt = 6 C 23/03/

15 Yksilöllisen lämpöolosuhteiden säädön tarve 26,7ºC 23,1ºC 21,1ºC 26,1ºC 22,6ºC 22,2ºC 25,2ºC 20,9ºC 24,9ºC 22,9ºC 24,4ºC 20,7ºC 23/03/

16 1. Tausta 2. Lämpöolosuhteiden arviointi 3. Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5. Yhteenveto

17 Tausta HumanTool (Shared Benefit Project) Osallistujat Loppukäyttäjät: Seinäjoen keskussairaala, Kuopion yliopistollinen sairaala ja Senaattikiinteistöt Yritykset: Uponor, Granlund, Siemens, New Nordic Engineering ja Mecastep Tutkimus: Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy Aikataulu: lokakuu 2016 lokakuu 2018

lämpöaistimus reaaliajassa (Human Thermal Model) Toteutetaan

18 Menetelmät Kerätään lämpöaistimuksen laskennallisen arvioinnin reunaehdot (on-line) Arvioidaan yksilöllinen lämpöaistimus reaaliajassa (Human Thermal Model) Toteutetaan todellisen tarpeen mukainen lämpöolosuhteiden säätö (Human Thermal Sensor, HTS)

19 Todellisten tarpeiden mukainen lämpöolosuhteiden säätökonsepti (HumanTool) ID ID HumanTool ID 19

20 HumanTool tilanne Älykkään säätökonseptin teknistä testausta on tehty Espoossa maaliskuusta 2017 alkaen ja kenttätestaus on aloitettu myös Seinäjoella ja Kuopiossa tammikuussa 2018 Ensimmäiset tulokset vaikuttavat todella lupaavilta Tulemme jatkamaan testausta erilaisissa sääolosuhteissa ja keräämään käyttäjäpalautetta eri käyttäjäryhmiltä Smart solutions should adapt to the user, not the otherway around! 20

21 21

22 HumanTool käyttäjäpalaute Palautetietokanta Yksilöity tilakohtainen QR -koodi Yksilöllinen palaute Saavutettavien hyötyjen analysointi ja säätöpalvelun jatkokehitys Henkilö-, aika- ja paikkaleimattu tieto 22

23 Suhteellinen työn tuottavuus Lämpöaistimus vs. suhteellinen työn tuottavuus /vuosi 2,5% /vuosi Lämpöaistimus Lähde: Jensen, Toftum, Friis-Hansen, Building and Environment 44 (2009) /03/

24 1. Tausta 2. Lämpöolosuhteiden arviointi 3. Yksilöllisen säädön tarve 4. HumanTool säätökonsepti 5.Yhteenveto

25 Yhteenveto Lämpöviihtyvyydellä on merkittäviä vaikutuksia ihmisen hyvinvointiin ja tuottavuuteen Ihmisten optimaaliset lämpötilat vaihtelevat huomattavan paljon (6ºC) yksilöllisestä kehon koostumuksesta riippuen HumanTool hankkeessa tehdään älykkään lämpöolosuhteiden säädön kenttätestausta Alustavat tulokset ovat todella lupaavia, ja tämän uuden säätökonseptin avulla voidaan parantaa sekä rakennusten loppukäyttäjien tyytyväisyyttä että energiatehokkuutta Smart solutions should adapt to the user, not the otherway around! 23/03/

26 26

27 TECHNOLOGY FOR BUSINESS

VTT - Human Thermal Model (HTM) Anatomiamalli 16 kehon osaa Kehon osien kudoskerrokset (raajoissa luu, lihas, rasva ja iho) Fysiologiamalli (verenkierron välityksellä tapahtuu 50 80% kehon sisäisestä

28 VTT - Human Thermal Model (HTM) Anatomiamalli 16 kehon osaa Kehon osien kudoskerrokset (raajoissa luu, lihas, rasva ja iho) Fysiologiamalli (verenkierron välityksellä tapahtuu 50 80% kehon sisäisestä lämmönsiirrosta) Hiussuonten verenkierto (ihokudoksen verenkierron säätely) Hikoilu Vilunväristykset HTM:n ja ympäröivän tilan välisessä lämmönsiirrossa huomioidaan kostea lämmönsiirto (hikoilu ja hengitys) sekä konvektio ja säteily 23/03/

Yksilöllisen kehon koostumuksen vaikutukset ihmisen lämpöaitimukseen BMI = 25

W/kg Q lihas = 0,67 5,07 W/kg Q iho = 1,01 W/kg Q sisäelimet = 3,83 W/kg Q

29 Yksilöllisen kehon koostumuksen vaikutukset ihmisen lämpöaitimukseen BMI = 25 Naisten (keskimääräinen) rasvaprosentti on 30 % Miesten (keskimääräinen) rasvaprosentti on 20 % 1. Ihmisen lämpöaistimuksen arviointiin tarvittavat reunaehdot Q rasva = 0,004 W/kg Q lihas = 0,67 5,07 W/kg Q iho = 1,01 W/kg Q sisäelimet = 3,83 W/kg Q aivot = 12,7 W/kg 2. Yksilölliset eri kudosten jakaumat riippuvat iästä, sukupuolesta, paino-indeksistä ja lihaksikkuudesta 23/03/

30 Kyselytutkimuksen lämpöaistimukset eri lämpötilatasoilla Lämpötila [ C] EVICURES Seinäjoen keskussairaalan teho-osasto 23/03/

Samankaltaiset tiedostot

Älykäs lämmönsäätö sairaaloissa

Älykäs lämmönsäätö sairaaloissa SAIRAALATEKNIIKAN PÄIVÄT OULUSSA 7.-8.2.2018 Pekka Tuomaala Principal Scientist, D.Sc. (Tech) Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy Älykäs lämmönsäätö sairaaloissa 1. Tausta