Rakennusten toimivuuden varmistus rakennusautomaation ja mittausten hyödyntäminen

Transkriptio

1 Rakennusten toimivuuden varmistus rakennusautomaation ja mittausten hyödyntäminen Rakennusautomaatioseminaari 2014 Kauppinen, T, Peltonen, J, Pietiläinen, J & Vesanen, T VTT

2 Toimivuuden varmistus mahdollisuus vaikuttaa Click to rakennuksen edit Master title energiatehokkuuteen style ja toimivuuteen 03/06/2014 Rakennusautomaatioseminaari

3 Click Toimivuuden to edit Master varmistus title style Rakennusten toimivuuden varmistus (ToVa) (Building Commissioning, Cx) Click Varmistetaan to edit että Master valmistunut text styles rakennus toimii suunnitelmien ja asetettujen tavoitteiden mukaisesti (as designed). Toimivuuden varmistaminen on koko rakennuksen elinkaaren kattavaa systemaattista toimintaa, jolla varmistetaan että rakennukselle ja sen järjestelmille Fourth asetettavat level tavoitteet ovat selkeästi, ja niiden toteutumista ohjataan säännöllisesti rakennushankkeen eri vaiheissa. ToVa-toiminnassa huolehditaan siitä, että rakennuksen instrumentointi, tiedon keruu ja käsittely suunnitellaan ja toteutetaan niin, että se mahdollistaa erityisesti sisäolosuhteiden ja energiatehokkuuden jatkuvan seurannan sekä toteutumisen vertailun suhteessa asetettuihin tavoitteisiin Jatkuvatoiminen toimivuuden varmistaminen tarkoittaa rakennuksen toimivuuden seuraamista ideaalitapauksessa koko elinkaaren ajan. Puhutaan myös monitorointipohjaisesta toimivuuden varmistuksesta (MBCx = monitoring based commissioning). 03/06/2014 Rakennusautomaatioseminaari

4 Cx- Building Click to edit Master Commissioning title style ENERGY EFFICIENCY IS DETERMINED HERE! Establish goals and dermine needs Requirements and programming Set system reguirements Manage owner s and users needs and requirements Design - sketch - solutions - permission Fourth documents level Implement goals and verify performance Elaboration Construction Testing, balancing and handing over Manage indoor climate and energy consumption Operation and maintenance To check up owners need and requirements New buildings and renovation Tools to verfify 2. To check up design requirements and basis data 3. To evaluate design solutions and to check up permission documents 4. To check up purhasing documents and readiness for site process 5. To check up testing, balancing and handing over plans and verify results 6. To check up handing over and as built records 7. Continuous Cx, Long term monitoring and control The performance of a building will be determined in many respects during pre-design and the design phase. The crucial issue is that owner s and user s requirements have been defined precisely. By Building Commissioning (Cx) procedure one can verify in the various stages of construction process, that the owner s requirements will be realized. 03/06/2014 4

5 Monitoring-based commissioning Click edit Master title style monitorointipohjainen ToVa Fig. 1-2.: Setting goals and requirements, adjusting and documentation in each stage of project are principles of building commissioning (Cx). The remote monitoring of building stock is an increasing trend, which makes various business models and services possible. Monitor-based commissioning (MBCx) is an effective tool to manage larger building stock and energy efficiency. The goal of a building project should be the performance and indoor environment as designed. This requires to take the results from on-going domestic and international research and to further develop a procedure that fits to partner s needs to create worldclass monitoring based commissioning services. 03/06/2014 Rakennusautomaatioseminaari

6 Korjausvelka Click to edit Master title style Oulun Rakennusvalvonta/ M.Hienonen 03/06/2014 6

7 Oulun Rakennusvalvonta/ M.Hienonen

8 Oulun Rakennusvalvonta/ M.Hienonen

9 Monitoring-based commissioningmonitorointipohjainen toimivuuden varmistus Click to edit Master title style Fig. Continuous commissioning and monitored area (Otaniemi, Espoo), benchmarking and existing district-level center (Kuopio) 03/06/2014 Rakennusautomaationpäivät

10 Monitoring-based commissioning Click to edit Master title style Rakennusautomaatiopäivät /06/

11 Click Toimivuuden to edit Master varmistus title style Rakennusten toimivuuden varmistus (ToVa) (Building Commissioning, Cx) Olemassa olevat rakennukset: ToVa - toiminnan painopiste Käytön ja ylläpidon tehostaminen ja sitä tukevan mittaus- ja muun Second informaation level tuottamisessa. Paremmat edellytykset käyttää rakennuksen eri järjestelmiä oikein ja muuttuvien Fourth olosuhteiden level ja tarpeiden mukaisesti. Rakennuksen käyttövaiheessa ToVa:n tueksi tarvitaan reaaliaikaista tietoa olosuhteiden ja energiatehokkuuden toteutumisesta. Tavoitteena on havaita poikkeamat järjestelmien toiminnassa mahdollisimman nopeasti ja reagoida niihin korjaavin toimenpitein Rakennusautomaatio, kehittyvä älykäs anturi- ja mittariteknologia mahdollistavat uusien apuvälineiden, sovellusten sekä palvelujen kehittämisen. Teknistyvä rakennuskanta edellyttää tulevaisuudessa keskitettyjä moderniin ICT-teknologiaan tukeutuvia valvomoratkaisuja, joilla taataan rakennusten toimivuus. 03/06/

12 Click to edit Master title style Etävalvonta Kehittyvä mittaus- ja tiedonsiirtotekniikka Raportoinnin kehittäminen Laajempien alueiden rakennuskannan etävalvonta Palveluliiketoimintamahdollisuudet Mitatun Third tiedon level kasvaessa sen jatkokäsittely eri osapuolia palvelevaksi Fourth informaatioksi level on olennaisin asia tiedolla johtaminen (A.Toivanen/ISS) Fifth level Vrt teollisuuden käyttö- ja tuotantoraportit Suomen talonrakennustuotannon arvo miljardia euroa 2012 talonrakennustuotannon arvo oli 22,7 miljardia euroa. TOVA toiminnan osuus voisi olla esim. noin 0,4 prosenttia uudisrakennushankkeiden arvosta ja noin 0,2 prosenttia korjausrakennushankkeiden arvosta. 75 miljoonan euron toimintavolyymi 750 htv työllistävä vaikutus. 03/06/

13 Click to edit Master title style Suomen rakennuskannan energiankulutus on luokkaa 120 TWh vuodessa. 80 /Mwh lähes 10 miljardin euron energiakustannuksia vuodessa. Jos ToVa toiminnalla on kysyntää ja sillä on saavutettavissa 2,5 prosentin energiansäästö rakennuskannassa 250 miljoonan euron säästö. Jos Third nämä level säästövaikutukset saadaan realisoitua esimerkiksi viiden seuraavan Fourth vuoden level aikana, on energiasäästöjen arvo tasaisen vauhdin taulukolla 50 Fifth miljoonaa level euroa vuodessa. Konsulttitoiminnan arvo on arviolta puolet tästä summasta, toisen puolikkaan jäädessä kiinteistöjen omistajien hyödyksi. 250 henkilötyövuoden työllistäviä vaikutuksia vuodessa Suomessa. Suunnittelun osuus 4-5% rakennuskustannuksista. Vuosittaisen rakennuskannan arvon 22 mrd mukaan n. 880 milj kustannus n htv/a ToVa-toiminnan osuus olisi luokkaa 10 % tällä tavoin lasketusta volyymista. Palveluliiketoiminta 03/06/

14 Click Mittaukset to edit Master title style 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

15 Click EcoCampus-hanke to edit Master title style Tavoite: Kiinteistön ylläpidon ohjaaminen hyödyntäen uusimpia ICT-ratkaisuja Tiedon big data muuttaminen eri osapuolia hyödyttäväksi informaatioksi kehittämällä rakennusten ja alueiden energiatehokkuutta uudenlaisilla hallinta- ja valvontajärjestelmillä Energiankulutuksen optimointi ilman että sisäolosuhteet, lämpöviihtyvyys ja rakennusten toimivuus heikkenevät Määrällisenä tavoite: Kaukolämmön ja sähkön kulutuksen vähentäminen yhteensä 15 % nykytasosta 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

16 Click EcoCampus-hanke to edit Master title style Aalto-yliopiston Otaniemen alueelle erityyppisiin rakennuksiin asennettu langattomia antureita ja sähkön alamittauksia olemassa olevan rakennusautomaation instrumentoinnin tueksi (8 rakennusta). Tiedot kerätään Third level sekä paikalliseen (LOC) operaatiokeskukseen, että isompaan muitakin alueita käsittävään keskukseen (TOC). Kohteissa on tehty kevennetty energiakatselmus, jossa kiinnitettiin erityistä huomiota automaatio- ja raportointijärjestelmien toimintaan ja käytettävyyteen energiatehokkuuden ja sisäolosuhteiden kannalta. Mittaustuloksiin ja suoritettuihin katselmuksiin perustuvat sisäympäristön toimivuusarviot Rakennusautomaaton käyttö - mitä keskeisiä toimivuustekijöitä tulisi nykykäytäntöjen lisäksi ottaa paremmin huomioon instrumentointia suunniteltaessa myös yleisellä tasolla. 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

17 EcoCampus-hanke Esimerkkikohde: Valmistunut 1966, peruskorjaus 2004 Rakennusautomaatiojärjestelmä uusittu 2004 Toimisto-, kokous- ja opetustiloja Pinta-ala 8653 m2, tilavuus m3. Click to edit Master title style Energiakatselmuksen perusteella energiansäästöpotentiaaliksi arvioitiin 199 MWh/a lämmityksen ja 54 MWh/a sähkön osalta. Tämä vastaa 24 % lämmitysenergian ja 7 % sähköenergian säästöä nykytasoon verrattuna. Tärkeimmät lyhyen takaisinmaksuajan investoinnit olivat: ilmatiiveyden parantaminen (ovet, ikkunat) ilmanvaihtojärjestelmän- ja lämmitysverkoston tasapainotus ja käyntiaikojen säätö, sisälämpötilojen paikallinen alentaminen valaistuksen säädön kehittäminen valvontajärjestelmän säätö ja viritys 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

18 Click Esimerkkikohde to edit Master title style Asennettu langattomia anturi-lähetinyksikköjä n. 125 kpl. Mittausyksikkö: CO2 Lämpötila Suhteellinen kosteus Valaistus Läsnäolo Mittaustuloksia tammikuulta /06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

19 Eco-Campus Click to edit Master title style 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

20 Ongelmahuone 104b Click Pohjakuva to edit Master title style Luentosali 03/06/2014 Sisäilmaseminaari

21 Click Sää Espoo to edit Master title style 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

22 Click Lämpötila to edit ongelmahuone Master title style 104b (anturi 4626) 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

23 Click Kosteus to edit ongelmahuone Master title style 104b (anturi 4626) 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

24 Click CO2 ongelmahuone to edit Master title 104b style (anturi 4626) 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

25 Click Lämpötila to edit luentosali Master title (anturi style4601) 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

26 Click Kosteus to edit luentosali Master (anturi title style 4601) 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

27 Click CO2 luentosali edit Master (anturi title 4601) style 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

28 Click Yhteenveto to edit Master title style Mittaustulosten tehokkaampi hyödyntäminen Suunnittelu- Click to edit ja toteutuskäytännöt Master text styles Palveluliiketoimintamahdollisuudet Laadunvalvontakustannukset ovat < 1% rakentamiskustannuksista, takaisinmaksuaika keskimäärin 2-3 v 03/06/2014 Rakennusautomaatiopäivät

29 TECHNOLOGY FOR BUSINESS