RAKENNUSAUTOMAATION HYÖDYNTÄMINEN SAIRAALAKIINTEISTÖJEN YLLÄPIDOSSA Huoltopäällikkö Leo Sillanpää Energiatehokkuutta rakennusautomaation auditoinnilla Mobiililaitteesta päivittäinen työkalu HUSe Sairaalatekniikan päivät 12.2.2014
Energiatehokkuus ja ohjaus mm. rakennusautomaation keinoin sairaalassa Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin (HUS) ja työ- ja elinkeinoministeriön välisellä energiatehokkuussopimuksella HUS on sitoutunut kaudella 2008 2016 toimintansa energiatehokkuuden parantamiseen valtioneuvoston asettamien Suomen energia- ja ilmastostrategian tavoitteiden mukaisesti. Sopimus liittyy Euroopan yhteisön vuonna 2006 voimaan tulleeseen direktiiviin energian loppukäytön tehokkuudesta ja energiapalveluista. Direktiivi antaa jäsenvaltiolle ohjeellisen yhdeksän prosentin energiansäästötavoitteen vuoteen 2016 mennessä ja asettaa julkisen sektorin esimerkillisen toimijan rooliin tavoitteen saavuttamisessa. HUS-Kiinteistöt Oy toteuttaa toimenkuvansa mukaisesti energiatehokkuussuunnitelman toimenpiteitä, joista pääosa liittyy rakennusten tekniseen lämmön- ja sähkönkulutuksen säätelyyn.
Rakennusautomaatio rakennusautomaatiolla merkittävä vaikutus kiinteistön energiankulutuksessa Talotekniikalla toteutetaan sairaalatilojen olosuhteet ja rakennusautomaatiojärjestelmällä tätä toteutusta ohjataan, säädetään ja valvotaan. Automaattisten toimintojen avulla optimoidaan olosuhteet ja niiden ylläpitoon vaadittava energia. Järjestelmällä seurataan vaadittavien olosuhteiden toteutumista ja tarvittaessa järjestelmä hälyttää poikkeavuuksista: vika- tai poikkeamahälytykset analysoidaan ja vika korjataan.
Lähtökohta operatiivisen säästöpotentiaalin kartoitus rakennusautomaatiojärjestelmien auditointi vuoden 2011 lämmitysja jäähdytyskaudella -> toimenpide-ehdotuksia, joilla tehostettaisiin merkittävästi sairaaloiden energiatehokkuutta heikentämättä tilojen olosuhteita. toteutuksia seurattiin urakoitsijoiden tuottamien raporttien perusteella. Energian kulutusta seurattiin sähkön ja lämmön osalta kiinteistöissä olevan RYHTI-järjestelmän tuottamien energianseurantaraporttien avulla. auditointi toteutettiin rakennusautomaatiojärjestelmän ja kulutusraportoinnin avulla
Kohteet HYKS sairaanhoitoalue:! Lastenlinna! Lastenklinikka! Naistenklinikka! Silmä- ja korvasairaala! Terveystieteiden keskuskirjasto! Kätilöopisto! Töölön sairaala! Iho- ja allergiasairaala! Meilahden sairaala (A- ja L-siivet, T-osa)! Peijaksen sairaala Porvoon ja Hyvinkään sairaanhoitoalue:! Hyvinkään sairaala! Kellokosken sairaala! Porvoon sairaala! Kevätkummun sairaala Lohjan ja Länsi-Uudenmaan sairaanhoitoalue:! Lohjan sairaala! Länsi-Uudenmaan sairaala
Auditoinnin tavoitteet varmistetaan, että kohteen talotekniset järjestelmät toimivat oikein ja luotettavasti varmistetaan, että niitä käytetään oikein lämmitys- ja jäähdytyskaudella parannetaan taloteknisten järjestelmien toimivuutta ja energiatehokkuutta seurataan ja analysoidaan energiakulutuksen toteutumista ja kehittymistä varmistetaan, että tilojen sisäilman olosuhteet pysyvät hyvinä ja sovitulla tasolla tuotetaan tietoa havaituista poikkeamista ja epäkohdista toimenpideehdotuksineen arvioidaan kohteen mahdolliset muut rakennusautomaatioon liittyvät perusparannustarpeet ja -toimenpiteet tarvittaessa tuetaan kohteen käyttö- ja ylläpitohenkilöstöä talotekniikan käytössä paikalliskoulutuksella
Tehtävänanto kohteen kulutustietojen (lämpö, sähkö, vesi, höyry) seuranta ja analysointi (RYHTI- järjestelmän kulutustietojen pohjalta) taloteknisten järjestelmien toimivuuden ja energiataloudellisen toiminnan arviointi lämmityskauden ja jäähdytyskauden aikana rakennusautomaatiojärjestelmän valvomosta hyödyntäen järjestelmän grafiikkakuvia, trendiseuranta-, olosuhde ja hälytysseuranta- ym. tietoja. Keskustelut käyttö- ja huoltohenkilöstön kanssa. yhteenvetoraportin (auditointiraportin) laatiminen lämmitys- ja jäähdytyskauden tilanteista (sisältäen mm. hälytyksien TOP 10 listat / eniten hälyttäneet laitteet) sekä auditointien aikana tehdyistä havainnoista ja epäkohdista toimenpideehdotuksineen jatko- ja korjaustoimenpiteitä varten. Lisäksi arviokohteen mahdollisista muista rakennusautomaatioon liittyvistä perusparannustarpeista ja toimenpiteitä (PTS- / investointiohjelmaa varten)
Toimenpiteitä kohteiden toimivuuden ja energiatehokkuuden tehostamiseksi (vähäisiä investointeja vaativat toimenpiteet) tilojen käyttäjiä tulee ohjata käyttämään järjestelmiä energiatehokkaammin ennen lämmityskautta IV-kojeiden lämmön talteenottojen toiminnot tulee tarkastaa asetusarvojen järkeistäminen ja läpikäynti. Tällä hetkellä osassa kohteita lämmitetään tiloja ilmalla (sisään puhallusilman maksimiasetusarvot 24-26 C). Tilojen radiaattoripatterien toiminta tulee tarkastaa kohteissa havaittiin päällekkäisiä toimintoja lämmityksessä ja jäähdytyksessä IV-kojeiden aikaohjelmien muokkaaminen tilojen käytön mukaan
Muita toimenpiteitä (PTS) tulevissa korjauksissa tulisi ottaa huomioon mahdollisuudet varustaa 2-nopeuspuhaltimet taajuusmuuttajilla jotta tarpeenmukainen ohjaustapa voidaan toteuttaa tehokkaammin mikäli kohteen IV-puhaltimia jo tällä hetkellä ohjataan taajuusmuuttajilla, pitää selvittää mahdollisuudet säätää ilmamääriä lämpötilan ja CO2-pitoisuuden mukaan (tarpeenmukainen käyttö) IV-kojeiden varustaminen LTO -järjestelmillä niiltä osin joissa ei ole vielä toteutettu joissain kohteissa on vanhaa alakeskustekniikkaa jotka tulisi saneerata uudempaan luotettavan toiminnan varmistamiseksi
Esimerkkejä toteutuksista laitekorjaamista ja lisäämistä: jäätymissuojia joissa viallinen lämpötila-anturi irronneita peltimoottoreita rikkinäisiä paineantureita ja venttiilien toimilaitteita alakeskusten väyläkortteja taajuusmuuttujien parametroinnit ja vaihdot UPS lisäyksiä huonesäätimiä vesimittauksien indikointeja lisäaikapainikkeita
Esimerkkejä toteutuksista turvallisuus ja toimintavarmuus: alakeskusmaadoitukset väylähäiriöt ja niiden aiheuttamat toimenpiteet alakeskushuollot muu talotekniikka: valo-ohjaukset jäähdytyskoneet
Esimerkkejä toteutuksista Ohjelmointi: virheitä: IV-kone ei tottele ohjelmallisia SEIS-komentoja, LTO:lla käyntilupa, kun ulkolämpö alle 0`C (voidaan hyödyntää 0-18`C), lämmitysportaat lisäyksiä: hälytysohjelmia, hyötysuhdelaskentaohjelmia, yötuuletusohjelmia, huoneen asetusarvon muutos ulkolämpötilalla (testi), grafiikkamuutokset muutoksia: jälkilämmityspattereiden pienin asetusarvo pääkoneen asetusarvoksi, ohjelmallisten raja-arvojen muutoksia järkevimmiksi (LTO:n väärä huurtumisarvo leikkaa siltä tehoa, kun ajaa venttiilin kiinni liian aikaisin) virittämistä: huojuvien säätimien rauhoittaminen siivoamista: käyttämättömiä ja virheellisiä pistetä poistettu
Toimenpiteiden vaikutukset sairaalakohteiden energian kulutuksessa 12 kk:n seurantajaksolta Suoritettujen optimointitoimenpiteiden myötä energian kulutuksessa saavutettiin 12 kk:n seurantajaksolla keskimäärin 11 %:n säästöt lämmitysenergian kulutuksessa ja sähköenergian kulutuksessa 3 %:n säästöt verrattuna vastaavaan aikaan vuotta aikaisemmin. (Takaisinmaksuaika noin 3kk; säästö n.500 000 ).
Johtopäätöksiä 1) Muutoksien vaikutusta energian kulutukseen on seurattava: olisi syytä siirtyä energiamittausten osalta kaukoluentaan, jotta saadaan kulutukset tuntiseurantana ja vältytään luentavirheiltä. -> energiamittareiden etäluentaprojekti 2) Keskitetyllä etävalvonnalla voidaan seurata prosessien ja muutoksien pysyvyyttä. -> kiinteistövalvomot etäkäytölle -> palkataan energia-asiantuntija 3) Koulutuksen lisääminen ja RAU-ryhmän perustaminen -> jokaisessa yksikössä rakennusautomaatiosta vastaava henkilö 4) Varmistetaan, että kohteen talotekniset järjestelmät toimivat oikein ja luotettavasti -> lämmönsiirtojärjestelmien olosuhdeselvitys ja kunnostustoimenpiteet
Keskusvalvomosta etähallintaan Palvelinkeskeinen etäyhteysjärjestelmä klinikoiden kiinteistövalvomoihin, jota päivittäin hyödyntävät huoltohenkilöstö, urakoitsijat ja suunnittelijat.
Etähallinta lähtökohdat, tämä hetki
Vaihe #1 Internet
Vaihe #2 Internet VPN- tunneli
Vaihe #3 Internet VPN- tunneli
Vaihe #4 Internet VPN- tunneli SSH- Tunneli
Kokonaiskuva VPN- ja SSH-tunneloinnista Admin- verkko Päivystys/ Urakoitsija- verkko Päivystys/ Urakoitsija- verkko Admin- >etokone Päivystäjä- >etokone Urakoitsija- >etokone SSH- Server Mobiili- laite Mobiili- laite
Mobiiliratkaisujen hyödyntäminen HelpDesk, vikailmoitusten käsittely Ennakkohuolto, huoltojen käsittely Päivystyskäyttö, kiinteistövalvomoiden etähallinta ja käyttöpäiväkirja Kiinteistöjen pohja-, LVIS-kuvat FaceTime, livekuvan lähetys huoltokohteesta Sähköposti Servus Online Edut Työajan tehostaminen Henkilöresurssien säästö Kilpailukykyinen toiminta Ajan tasalla oleva teknologia Luovuus, käyttäjät itse ehdottavat ideoita
Mobiililaitteiden turvallisuus Pystymme etänä tekemään seuraavat asiat: Seuraamaan milloin mobiililaite on ollut viimeksi online tilassa Mitä sovelluksia asennettu Määrittämään turvallisuusasetukset Estämään ohjelmien asennukset Lähettämään ilmoituksia Tyhjentämään muistin (esim. jos laite katoaa) Määrittämään ryhmäasetuksia (esim. laitteeseen tai laitteisiin asennettu sovellus, joka on estetty -> laite siirtyy karanteeniin)
Esimerkki online-tilan seurannasta
Lämmitys ja jäähdytys pohjapiirustukset, animaatio
Etähallinta, animaatio
HUSe
HUSe Seurantajärjestelmä Sairaala 1 Sairaala 3...xx Sairaala 2
Keskitetyn energia- ja olosuhdeseurannan vaikeudet yksittäisten mittausten ja prosessien läpikäynti etäyhteyksillä työlästä. tuhansista taloteknisistä prosesseista poikkeamien löytäminen ja analysointi haastavaa etäyhteydellä nähdään vain sen hetkinen tilannekuva, historia tuntematon manuaalinen läpikäynti vie aikaa korjaavien toimien suorittamiselta useampi erilainen kiinteistövalvomo luo lisähaasteita
HUSe: Toimintaperiaate 1. Atmostech-valvomo tekee historiatiedostoja, joista se luo xls-päätteisiä tekstitiedostoja. 2. Valvomo PC siirtää tiedostot palvelimelle, jossa niiden sisältö tallennetaan tietokantaan. 3. Internet-selainpohjainen HUSe-ohjelmisto lukee tietokantaa ja muodostaa raportteja.
HUSe: Tilanne 1.1.2014 Mukana olevat valvomot: Meilahden sairaala Kolmiosairaala Lastenklinikka Lastenlinna Naistenklinikka + Silmä- ja Korvasairaala Terveystieteiden keskuskirjasto Kirurginen sairaala
HUSe: Mittaustiedot HUSe: Kriteerit LTO-hyötysuhteet ulkoilman lämpötila tuloilman lämpötila lto:n jälkeen poistoilman lämpötila lto-venttiilin asetusarvo Käyntiajat iv-koneen kävyntieto Olosuhteet sisäänpuhalluslämpötilat huonelämpötilat Toimivuus hälytystiedostot LTO-hyötysuhteet LTO-hyötysuhde >= tavoitearvo Käyntiajat iv-kone käy ennalta määrätysti Olosuhteet sisäänpuhalluslämpötila < huonelämpötila huonelämpötila ylä- ja alarajan välissä Toimivuus hälytysten lukumäärä <= tavoitearvo
HUSe LTO-hyötysuhde 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mitattu arvo % Tavoite, min % 85% 1.syys 3.syys 5.syys 7.syys 9.syys 11.syys 13.syys
HUSe Huonelämpötila 91%
HUSe Toimivuus