Savonia ammattikorkeakoulun Etelä-Savon ELY-keskuksen rahoittamassa (EAKR) Green Data Future Solutions –hankkeen yhteistyönä ympäristötekniikan opiskelija Tiina Matihaldi laati opinnäytetyön energiadatan visualisoinnista. Opinnäytetyössä tarkasteltiin datan visualisoinnin ratkaisuja, hyötyä ja haasteita haastattelututkimuksen avulla.

Mihin datan visualisointia käytetään

Erilaisten toimintojen ympäristövaikutusten näkyväksi tekeminen on tärkeää ympäristövaikutusten hillitsemiseksi ja vähentämiseksi. Energian kulutus on yksi suurimmista ilmastopäästöjen aiheuttajasta. Energiatehokkuuden kehittämisellä on tästä syystä merkittävä rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Rakennuksissa käytetään lähes 40 % kaikesta Suomessa kulutettavasta energiasta ja hiilineutraaliutta tavoiteltaessa yli 30 % kasvihuonekaasuista aiheutuu kiinteistöjen lämmityksestä. Energiatehokkuuden kehittämisessä ovat olennaisessa osassa erilaiset digitaaliset järjestelmät, joiden avulla tietoa energiankulutuksesta ja käytöstä voidaan kerätä.

Datan visualisoinnissa on kyse tiedon tekemistä ymmärrettäväksi visuaalisin keinoin. Visualisoitu data esitetään kuvin, kaavioin, diagrammein tai muunlaisina kuvaajina, joissa taulukkomuotoinen rivitietoa koostetaan yhdeksi kokonaisuudeksi. Visualisointi mahdollistaa suuren tietomäärän omaksumisen kerralla ja visualisoitu tieto on helpompi muistaa. Erilaiset mitatun datan visualisointimenetelmät toimivat työkaluina energiatehokkuuden tavoitteiden asettamisessa ja edistymisen seuraamisessa. Visualisointi auttaa löytämään erilaisia toimintahäiriöitä ja riippuvuussuhteita, joita ei muuten havaittaisi. Energiadatan visualisoinneista on hyötyä erityisesti ammattilaisille esimerkiksi teollisuusprosessien, rakennusten energiatiedon ja yritysten toiminnan raportoinnissa, jolloin voidaan helposti tehdä säätöjä ja löytää kehityskohtia toiminnan parantamiseksi ja ympäristökuormituksen pienentämiseksi.

Etuja datan hyödyntämisestä

Rakennuksista energiatietoa kerätään erilaisista järjestelmistä. Rakennusten energiatietoa ovat lämmön-, sähkön- ja vedenkulutustiedot, energiantuotanto ja alamittaustiedot rakennusautomaatiojärjestelmästä. Tavoitteena energiatiedon visualisoinnissa voi olla esimerkiksi rakennuksen käyttäjien tiedon lisääminen omasta energiankulutuksestaan ja rakennuksen toiminnasta sekä käyttäjien aktivointi toimimaan energiaa säästävillä tavoilla. Kiinteistön hallinnan ja huollon näkökulmasta olosuhde- ja energiatietoa voidaan hyödyntää siihen, että rakennuksen käyttö on tehokasta ja optimaalista.

Visualisoinnit voivat toimia lämmityksen optimoinnin tukena älykkäissä ja automaattisissa energian ja olosuhteiden ohjausjärjestelmissä. Lämmityksen optimointi on tehokkain keino pienentää rakennusten ja huoneistojen energiankulutusta ja CO2-päästöjä. Visualisoinnin ja erilaisten etäluettavien mittareiden avulla voidaan optimoida toimintaa tehokkaammin ja löytää toimintahäiriöt kuten vesikalusteiden vuodot nopeammin, säästäen samalla energiaa, luonnonvaroja, aikaa sekä rahaa. Datan visualisointi luo yhdessä selkeän raportoinnin kanssa uskottavaa ympäristö- ja energiajohtamista sekä todentaa kestävään kehitykseen panostamisen lisäten yritysten kilpailukykyä.

Haasteita datan hyödyntämiselle

Rakennusten erilaiset data-alustat, rajapinnat ja datalähteet asettavat reunaehdot visualisointiin käytettävälle tiedolle. Taloteknisillä järjestelmillä on eri toimittajat eivätkä ne läheskään aina kommunikoi keskenään tai kiinteistön rakennusautomaatiojärjestelmän kautta. Visualisointien haasteena on löytää kerätystä datasta oleelliset asiat visualisointia ja jatkohyödyntämistä varten. Uusien työkalujen käytön opettelu ja hyödyntäminen on ajankäytöllinen haaste. Mittarointijärjestelmien rakentaminen jälkeenpäin, datan laadunvarmistus ja virheellisten arvojen havaitseminen tarpeeksi ajoissa tuovat oman haasteensa. On huomattava myös, että tarpeeton visualisointi johtaa dataähkyyn, joten visualisointi on suunniteltava huolellisesti.

Opinnäytetyön tuloksia

Opinnäytetyö keskittyi erityisesti yritysten käyttämiin ja palveluntarjoajien tarjoamiin rakennusten energianhallintajärjestelmiin ja kokoaviin raportointijärjestelmiin, joissa energiadataa on visualisoitu.

Opinnäytetyössä todettiin älykkäiden energian käyttöön liittyvien ohjausjärjestelmien soveltuvan suuriin kiinteistöihin kuten teollisuusrakennuksiin, hoiva-alan rakennuksiin, liikekiinteistöihin, majoitus- ja matkailualan rakennuksiin sekä koteihin ja mökeille. Järjestelmien avulla voidaan ohjata muun muassa katto-, patteri- ja lattialämmityksiä, lämminvesivaraajia, saattolämmitystä, ilmalämpöpumppuja ja ilmanvaihtokoneita sekä visualisoida näiden järjestelmien keräämää dataa.

Kiinteistöjen järjestelmistä saadaan esimerkiksi analyysinäkymää, jossa on visuaalisesti esitetty, miten energiankulutus jakaantuu kiinteistössä lämpimän käyttöveden, ilmanvaihdon, jäähdytyksen, sähkön sekä lämmön suhteen. Visualisoinnin avulla saadaan helppolukuisesti esitettyä kuukausi, viikko, vuorokausi tai jopa tuntikohtainen tieto energiankulutuksesta kohteessa. Kiinteistöjärjestelmistä saatavassa koontiraportissa kiinteistön ominaiskulutusta pystytään visuaalisesti vertaamaan esimerkiksi muihin vastaaviin rakennuksiin ja näkemään toimenpidetarve, mikäli energiankulutus on liian suurta.

Järjestelmien kautta pystytään seuraamaan visuaalisesti helppolukuisella tavalla kiinteistöjen omaa energiantuotantoa (aurinkopaneelit). Järjestelmistä on mahdollista saada myös ennusteraportteja visualisointeineen energiankulutuksesta ja -tuotannosta loppuvuodelle.

Tulevaisuuden kehityskohteita

Tulevaisuuden kehityskohteina opinnäytetyössä todettiin hiilijalanjäljen laskennan yhdistäminen yritysten raportointijärjestelmistä kerättyihin tietoihin. Hiilijalanjäljen laskennasta tulisi tehdä automatisoidumpaa hyödyntämällä laskennassa yritysten raportointijärjestelmiin kerättyjä tietoja ja lisäämällä eri raportointijärjestelmien välistä kommunikaatiota. Kehityksen kohteena on erityisesti CO2 -raportointiin liittyvät toimet.

Kiinteistöjohtaminen tulee tulevaisuudessa kehittymään siten, että tekoäly tekee päätöksiä itsenäisesti ja ehdottaa toimenpiteitä. Joihinkin markkinoilla oleviin kiinteistöjen ohjausjärjestelmiin on tulossa tekoälypohjainen ratkaisu kiinteistöjen energiapoikkeamien havaitsemiseen ja päättelyyn, mikä tehostaa säästökohteiden löytämistä.

Kirjoittajat:
Kirjoittajat: Ulla Santti, Tki-asiantuntija, Savonia ammattikorkeakoulu, ulla.santti@savonia.fi
Laura Leppänen, Tki-asiantuntija, Savonia ammattikorkeakoulu, laura.leppanen@savonia.fi