Rakennusautomaatio Visiointia vuoteen 2030 20.03.2013 Veijo Piikkilä Johan Stigzelius KNX Finland ry
Esityksen sisältö Missä ollaan? Miten talotekniikan automaatio on kehittynyt viimeisen viidentoista vuoden aikana? Mitä opittiin menneisyydessä? Missä ollaan nyt? Esimerkkinä KNX-järjestelmä Visiot tulevaisuudesta, muutamia hajanaisia mietteitä 2
Talotekniikan automaatio on rakennuksen aivot Lähde: Siemens 2006 3
Asiakkaan tarpeet (käyttäjät, ylläpitäjät, omistajat) Pitäisi lähteä tarpeiden lisäksi toiminnallisuudesta ja palveluista Tilapohjainen ajattelu, niin suunnitteluun, kuin toteutukseen Lyhyellä tähtäyksellä tarvitaan entistä enemmän verkostoitumista ja avoimuutta toimijoiden kesken sekä esimerkkiratkaisuita Pitkällä tähtäyksellä suurempia modulaarisia kokonaisuuksia, jossa standardoidut rajapinnat 4
Missä me onnistuttiin - missä missattiin vuosituhannen vaihteessa Lähtö kohta ja visiot oikeat: Avoimet järjestelmät tulivat, lähtökohtana - elinkaariajattelu Syntyi oikeansuuntaisesti tila- ja palvelupohjainen ajattelu Ymmärrettiin jo jollakin tasolla rakennus tuotantovälineenä Yhteiskunta ja rakennusten omistajat lähti tukemaa uudenlaista ajattelua laajalla teknologiaohjelmalla (SaMBA-projekti) Rakennuttajat, loppukäyttäjät ja toteuttajat huomioitiin tarkemmin Nivottiin koulutus ensimmäisen kerran teknologian kehitykseen, myös tukemalla sitä Huomattiin verkostoitumisen mahdollisuudet Saatiin uusia toimijoita mukaan, koska rakennusautomaatio on entistä enemmän yksi tietotekninen ratkaisu ja tajuttiin sen mahdollisuudet Alettiin ymmärtää Internetin mahdollisuudet myös tällä alueella Tiedostettiin kiinteistöistä saatavan datan merkitys sekä alettiin puhua integraatiosta järjestelmien välillä Oikean suuntainen laitetoimittajasta riippumattomuus oli perusideologia 5
Missä onnistuttiin, missä missattiin vuosituhannen vaihteessa Mistä kiikasti: Syyllisiä ei tarvitse osoittaa, ainoastaan tiedostaa mitä voisi tehdä toisin ja tärkeintä on oppia kokemuksen kautta, muuten emme etene ja saavuta uusia ulottuvuuksia ja mahdollisuuksia Jälkiviisautena yhteiskunnan tukema teknologia osittain väärä valinta liian avoin ja varoituksista huolimatta, yhden keskeisen toimijan teknologian kehityksestä riippuvainen Liian avoin antaa kaikkien kukkien kukkia, on väärä lähtökohta Hallitsematonta kehitystä kansainvälisti koordinoivalta (standardoivalta) organisaatiolta (LonMark) Järjestelmän työkalujen runsaus yhteensopivuus muutti avoimen järjestelmän suljetuksi vaikkakin samoin periaattein toimiva, mutta ei yhteensopiva Rakennettiin pilvilinnoja, joihin olemassa olevat teknologiat eivät taipuneet 6
Missä mennään? Ne mitä lupailtiin 10-15 vuotta sitten, pystytään tekemään ja enemmänkin Langattomat ympäristöt käyttöliittymissä yleisiä Internetin hyödyntäminen erilaisten palvelutarjoajien toimesta Energiatehokkuuden ja olosuhteiden mittarit etäkäytöillä Valvomot nettipohjaisia KNX ja DALI valtaa alaa voimakkaasti TAMK:ssa molempiin ympäristöihin peruskoulutusta talon ulkopuolisillekkin 7
Nyt jo monia, monia mahdollisuuksia Tällä hetkellä on jo mahdollista esimerkiksi luoda helposti vaikka 3Dviivakoodia ja liittää se automaatiojärjestelmään asennus- tai huoltotoimenpiteen yhteydessä informaatioksi. Luku onnistuu vaikka kännykällä tai tabletilla Flash-pohjaiset, pienellä ytimellä, olevat käyttöliittymät mahdollista sijoittaa kännyköihin tai muihin mobiililaitteisiin. Vain innovaatiosta kiinni, kuinka sovelletaan erilaisia mahdollisuuksia!
Mihin pitäisi mennä? Ei tule olemaan yhtä ja autuaaksi tekevää teknologiaa, johon kaikki vannovat Joku toimija saa ehkä hyvinkin hallitsevan aseman, mutta aina tulee olemaan haastajia, jotka mukana omilla yksinkertaisilla ja halvoilla ratkaisuilla Aina tulee olemaan useita teknisiä ratkaisuja, jotka on pakko saada keskustelemaan keskenään Järjestelmien yhteistoiminnallisuus on minimissään integraatio järjestelmien välillä standardoinnin kautta tavoitteeksi Standardointi tulevaisuudessa pitää olla toiminnallisuuspohjaista, ei nykyistä teknologiapohjaista, vaan toiminnallisuuteen perustuvia rajapintojen standardisoimista Määritellään minkälaista tietoa siirretään ja mitkä ovat vaihtoehtoiset formaatit tiedon siirrolle (tagit) Talotekniikan automaatio ei enää tulevaisuudessa ole tiedon siirron ja integroitavuuden kannalta toimittajariippuvainen, vaan entistä enemmän rajapintoja jakavaa toimintaa 9
SFS standardi ja KNX väyläratkaisut Standardi SFS-EN15232 esittää luokitukseen perustuvan yksinkertaisen tavan arvioida automaation vaikutusta energiatehokkuuteen Rakennuksen automaatiolla vaikutetaan rakennuksen energiatehokkuuteen Eli 40 % Suomen energiankulutuksesta Sekä rakennuskannan toimivuuteen Rakennuksen automaation vaikutus energiankulutukseen on tavanomaiseen tapaan verrattaessa rakennustyypistä ja automaation tehokkuusluokasta (D...A) riippuen 1,3 0,7 kertainen lämmitys- ja jäähdytysenergiassa 1,1 0,9 kertainen sähköenergiassa
Rakennuksen automaation energiatehokkuusluokat Rakennuksen automaation (RAO) tehokkuusluokitukset asuinkiinteistöille ja toimistorakennuksille. A B C Luokka A Luokka B Luokka C vastaa korkean energiatehokkuuden mahdollistavaa automaatio- ja hallintajärjestelmä vastaa edistynyttä rakennuksen automaatiota, jossa on erikseen mainittuja hallintatoimintoja, rakennuksen automaatiojärjestelmä vastaa tavanomaista toteutustasoa, automaattinen ohjaus- ja säätö D Luokka D vastaa tehotonta rakennusautomaatiota, manuaalinen käyttö
Asuntokohtainen kulutus Lähde: Keijo Savolainen, ABB Oy, Asennustuotteet; Älykäs rakennus, Sähkö on businesta, 01.11.2012 12
Rakennusten hallinta KNX-järjestelmällä? Lämmitys Valmistaja A Tuote 1 Tuote 2 Tuote 3 Asiakas Valmistaja K Sähköasennukset Valmistaja L Ohjaukset Tuote 1 Tuote 2 Tuote 3 Tuote 1 Tuote 2 Asennus väylällä helppoa kustannustehokas sopivasti järjestetty joustava Perustuu yhteiseen, standardoituun, protokollaan! 13
Yhteinen KNX:n työkalu ETS4 kaikille 14
Fyysinen kytkentä (kaapeli) Anturi Esimerkissä: Painikkeet Toimilaite Esimerkissä: Säädinohjainyksikkö Kuorma Esimerkissä: Valaistus 230 V N Yksilöllinen osoite 1.1.1 1.1.2 Linja KNX kaapeli 2x2x0,8 15
Valaistuksen ohjaus normaaleilla kytkimillä Omakotitalo perustaso Ryhmien ohjaus ja mittaus, laajennusvara: LVV Valot Muut 230V 230V Kotona / Poissa -kytkin: Sammuttaa kuormat ja pudottaa lämmitykset, sulkee tietyt magneettiventtiilit, jne. Lämmitykset, KNX termostaateilla KNX KNX Kosketintiedot/LED: Hälytysjärjestelmät Kosteusvahti Muut järjestelmät Laajennettavissa mihin tahansa. 16
Valaistuksen ohjaus KNXpainikkeilla Omakotitalo edistyneempi taso Ryhmien ohjaus ja mittaus, hälytys ja laajennusvara: Painonapit LVV Valot on/off Valot säätö Muut KNX 230V Painonapit Läsnäolotunnistin Lämmitykset, KNX termostaateilla 230V KNX Huoneanturit KNX Kotona / Poissa -kytkin: Sammuttaa kuormat ja pudottaa lämmitykset, sulkee tietyt magneettiventtiilit, jne. Kosketintiedot/LED: Hälytysjärjestelmät Kosteusvahti Muut järjestelmät Laajennettavissa mihin tahansa. 17
Visualisointi Facility pilot KNX visualisointi ohjelma Facility-Pilot on joustava tapa siirtää KNX Informaatio IP verkon yli tai vain visualisoida ja ohjata sähköjärjestelmiä. Mahdollisuus tehdä valvomo visualisointi Mittaukset ja hälytykset Web-kameran liittäminen KNX:n 18
Esimerkki laadukkaasta omakotitalosta Valaistuksen ohjaus KNXpainikkeilla IV-kone Esim. Vallox, Enervent Sääasema Kaihtimet Tulikivi kiuas Etäkäytöt / ipad Kosketusnäyttö KNX 230V Läsnäolotunnistin AV-laitteet 230V Painonapit Kotona / Poissa -kytkin: Sammuttaa kuormat ja pudottaa lämmitykset, sulkee tietyt magneettiventtiilit, jne. Lämmitykset, KNX termostaateilla KNX Huoneanturit Ovipuhelin/ Sisäyksikkö Video serveri 6186-L Serveri Kosketintiedot/LED: Hälytysjärjestelmät Kosteusvahti Muut järjestelmät Wlan IPkamerat 19 Internet Etäkäyttö / etäohjelmointi: kosketusnäyttö / PC
Entäs 2030??? Yhteiskunnan määräykset kattavat tarkemmat ohjeet automaatioratkaisuihin, tarve kasvaa Ihmiset tiedostavat paremmin talotekniikkaan liittyvän automaation merkityksen ja vaativat toteutuksilta enemmän Talotekniikan automaatio omana urakkana ja suunnittelu mukana ja tarvesuunnittelussa Laitteet tulevat entistä monipuolisemmiksi Kenttälaitteet omaavat runsaasti rajapintoja Laitetoimittajariippumattomuus leviää Järjestelmät kehittyvät modulaarisemmiksi ja yhteensopivimmiksi Integraatio kasvaa ja yksinkertaistuu sekä mahdollisuus hallita kaikkia talotekniikan osajärjestelmiä (LVI, valot, sähköt, turva jne.) langattomasti internetin kautta monilla erilaisilla käyttöliittymillä Standardointi siirtyy toiminnallisuuksien ja rajapintojen määrittelyyn Ääni ja puheohjaukset yleistyvät Biotunnisteet ja kuvaan perustuva mittaus laajenee ja kehittyy Sähköverkon automaatio ja talotekniikan automaatio kiinteässä vuorovaikutuksessa 20
Automaatio ON ARKIPÄIVÄÄ Vuosi 2025..2030 Talotekniikka ratkaisut TOIMIVAT YHDESSÄ Kansainväliset standardointi / vaatimukset VAKIINTUNEET Standardi SFS-EN15232 Reaaliaikainen seuranta KULUTETTU / TUOTETTU ENERGIA OSAAJAT arvostetuuja talotekniikan ammattilaisia 21
Nyt olis mahdollista kysyä!
Lähteet www.pakkotoisto.fi [Katsottu 03.01.2013] Keijo Savolainen, ABB Oy, Asennustuotteet; Älykäs rakennus, Sähkö on businesta, 01.11.2012 www.taloon.fi Energy Efficiency with ABB i-bus KNX, ABB:n esityskalvosarja Veijo Piikkilä, KNX kurssiaineistot 2001 2012 Hager, Domovea Server TJA450 esitemateriaali, 2012 Siemens, KNX/EIB Principios Básicos, SIEMENS S.A., Automatización y Control de Edificios, 2006 23