Sisäilman mittaukset ja rakennusjärjestelmän hallinta

Rakennuksista kannattaa tehdä älykkäämpiä, jotta ne säästävät energiaa ja niiden käyttäjät pysyvät tyytyväisinä ja terveinä. Kestävien tulosten saavuttamiseksi rakennusjärjestelmän ohjauksen täytyy perustua luotettaviin sisäilmamittauksiin. Vaisalalla, ympäristö- ja teollisuusmittauksiin suunniteltujen tuotteiden ja palvelujen asiantuntijalla, on antaa tähän joitakin vinkkejä.

Väestönkasvu, kaupungistuminen ja ilmastonmuutos lisäävät energiatehokkuuden tarvetta, sillä jatkuvasti kasvavaa sähkönkulutusta on tarpeen hillitä. Rakennukset – sekä asuintalot että liikerakennukset – ovat yksi suurimmista energian kuluttajista. Yhdysvaltain energiatietoviranomaisen mukaan niiden osuus maan kokonaisenergiankulutuksesta oli vuonna 2015 noin 40 prosenttia, mikä tekee niistä selvän kohteen energiansäästötoimille. Ihmiset ovat nykyisin myös aiempaa tietoisempia ympäristöstä ja omasta vaikutuksestaan siihen. Monet haluavat optimoida energiankäyttönsä ympäristön suojelemiseksi, mutta samalla heidän odotuksensa elämänlaadun ja työympäristöjen suhteen ovat kasvussa. Molempien vaatimusten täyttäminen samanaikaisesti edellyttää aiempaa älykkäämpiä rakennuksia.

Mikä älykäs rakennus on? Määritelmät vaihtelevat, mutta yleisesti ottaen katsotaan, että älykkäässä rakennuksessa eri lämmitys-, ilmanvaihto-, ilmastointi-, valaistus- ja kulunvalvontajärjestelmät ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden. Tavoitteena on optimoida olosuhteet rakennuksen sisällä ja varmistaa sen käyttäjien tai asukkaiden mukavuus ja turvallisuus huolehtimalla hyvästä sisäilman laadusta.

Optimointi auttaa myös pitämään rakennuksen energiankulutuksen mahdollisimman pienenä, mikä pienentää rakennuksen ympäristöjalanjälkeä. McGraw Hill Constructionin julkaiseman SmartMarket Report -raportin mukaan älykkäiden rakennusten energiankulutus on 20–40 prosenttia perinteisiä rakennuksia pienempi ja käyttökustannukset 8–9 prosenttia matalammat. Samaan aikaan niiden arvo on 7,5 prosenttia korkeampi kuin vanhaa tekniikkaa käyttävillä rakennuksilla. Kaiken kaikkiaan älykkäät rakennukset voivat tarjota monenlaisia etuja omistajille, asukkaille sekä koko yhteiskunnalle ja ympäristölle.

Optimointia pitkällä aikavälillä

Sisätilojen olosuhteiden optimointi edellyttää integroituja hallintajärjestelmiä, joiden toiminta halutulla tavalla edellyttää tarkkoja ja luotettavia mittauksia. Kehittyneimmistäkään ohjausalgoritmeista ja järjestelmistä ei ole hyötyä, jos niiden toiminta perustuu epätarkkoihin tietoihin. Virheelliset mittaukset johtavat riittämättömään rakennusautomaatioon, mikä voi aiheuttaa sisäilman laatuongelmia ja energiahukkaa.

Vieläkin tärkeämpää on kuitenkin sisätilojen mittauksiin käytettävien anturien vakaus. Rakennusautomaatiossa käytettävät mittalaitteet jätetään usein paikoilleen pitkiksi ajoiksi kerrallaan, joten niiden on kyettävä tuottamaan vertailukelpoisia ​​ja luotettavia tuloksia vuodesta toiseen.

Loppukäyttäjillä ja omistajilla ei useinkaan ole muuta vaihtoehtoa kuin luottaa rakentajien ja järjestelmäintegroijien valitsemiin mittalaitteisiin. Nykypäivän kustannustietoisessa maailmassa mittalaitteet valitaan usein pelkän hinnan perusteella, ja niitä käytetään useita vuosia tai jopa vuosikymmeniä.

Vaikka tämä saattaa pitää aloituskustannukset minimissä, ylläpitokustannukset voivat pitkällä aikavälillä nousta korkeiksi. Tämä toimintatapa ei todennäköisesti myöskään hyödynnä kaikkia älykkäiden rakennusten mahdollisuuksia, kuten energiansäästöä ja mukavaa, terveellistä ympäristöä rakennuksen käyttäjille. Siksi tulisi kiinnittää erityistä huomiota älykkäiden rakennusten suunnitteluun ja sellaisten mittalaitteiden valintaan, jotka palvelevat rakennuksen omistajien ja käyttäjien etuja pitkällä tähtäimellä. Hyvä esimerkki tästä ovat alueet, joilla seinät täytyy pitää ehjinä tai joilla on esteitä kaapelien reititykselle. Tällaisessa tilanteessa tarvitaan pitkän kantaman langaton ratkaisu, jotta mittauslaitteet voidaan asentaa paikoilleen rakenteita vahingoittamatta.

Myös ulkotiloilla on merkitystä

Jatkossa rakennuksista voidaan tehdä entistä älykkäämpiä sisällyttämällä yhtälöön tietoja myös ulko-olosuhteista eli säästä ja ulkoilman laadusta. Jo nykyään edistyneimmissä rakennuksissa on omat sääasemat, joiden antamat tiedot auttavat optimoimaan ilmanoton ja ilman käsittelyn eli sen lämmityksen, jäähdytyksen, kuivauksen tai kosteutuksen.

Tulevaisuuden älykkäät rakennukset pääsevät todennäköisesti käsiksi myös muihin säätietoihin, joiden avulla rakennusautomaatioasetuksia voidaan säätää myös etukäteen. Jos järjestelmä esimerkiksi tietää, että aurinko alkaa paistaa tunnin kuluttua, se voi vähentää lämpöä ennakoivasti ottaen huomioon auringon lämmittävän vaikutuksen.

Sää vaikuttaa myös toiseen tekijään, jonka merkitys kasvaa jatkuvasti: ilmanlaatuun. Saastekaasuilla, kuten hiilimonoksidilla, dityppioksidilla, rikkidioksidilla, rikkivedyllä ja otsonilla, sekä ilman pienhiukkasilla on vakavia negatiivisia vaikutuksia ihmisten terveydelle.

Esimerkiksi hiukkaspäästöt on suodatettava ulkoilmasta, kun sitä tuodaan rakennukseen. Kun hiukkaspitoisuus on korkea, ilmaa on syytä tuoda mahdollisimman vähän. Hiilidioksidimittaukset osoittavat tarkasti, miten paljon raitista ilmaa tarvitaan. Ulko- ja sisämittausten yhdistelmällä rakennuksista voidaan tehdä älykkäämpiä, jolloin ne voivat optimoida mukavuuden ja energian tehokkaasti ilman jatkuvia manuaalisia säätötoimia.

Katso tarjontamme ilmanvaihtoalalle tai vieraile ilmanvaihtosivullamme.

Julkaistu  BUILDING SERVICES & ENVIRONMENTAL ENGINEER ‑lehdessä helmikuussa 2017/ www.bsee.co.uk