Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin (EPBD) uudistus nostaa valaistuksen automaattisen säädön keskeiseen rooliin kiinteistössä. Jatkossa valaistusverkkoon liitetyt anturit eivät ohjaa pelkästään valoja, vaan keräävät dataa myös muiden taloteknisten järjestelmien tarpeisiin.
Kuuntele artikkeli
EPBD kiristää rakennusten energiatehokkuusvaatimuksia ja velvoittaa varustamaan suurempien, muiden kuin asuinrakennusten valaistuksen automaattisilla säätöjärjestelmillä. Säätölaitteiden on oltava vyöhykekohtaisia ja niissä tulee olla läsnäolo-ohjaus.
”Direktiivi edellyttää myös entistä kattavampaa sisäolosuhteiden seurantaa ja datan yhdistämistä samaan järjestelmään. Valaistusverkko tarjoaa tähän luontevan alustan, sillä sen kautta voidaan kerätä läsnäolotiedon lisäksi monipuolista olosuhdedataa muiden taloteknisten järjestelmien ohjausta varten”, Helvar oy:n myyntijohtaja Ilkka Mäkelä kertoo.
Direktiiviuudistus edellyttää myös rakennuksen hiilijalanjäljen laskentaa osana ilmastoselvityksiä. Nykyään noin 60-70 prosenttia uudisrakennuksen elinkaaripäästöistä syntyy materiaaleista ja talotekniikan osuus niistä on jopa neljännes. Suurimpia päästölähteitä ovat IV- ja sähköjärjestelmät.
”EPBD lisää tarvetta yhdistää valaistuksen perinteinen langallinen DALI-ohjaus ja langaton ohjausteknologia samassa kiinteistössä, sillä hybridijärjestelmät parantavat energiatehokkuutta ja pienentävät materiaalien hiilijalanjälkeä. Langaton teknologia vähentää merkittävästi kaapelointia, joka on huomattava osa sähköjärjestelmien materiaalijalanjälkeä”, Mäkelä perustelee.
EPBD astui voimaan toukokuussa 2024 ja muutokset Suomen lainsäädäntöön on tehtävä kesään 2026 mennessä. Valaistuksen automaattisen säädön velvoitteet tulevat voimaan rakennuksen taloteknisten järjestelmien nimellistehosta riippuen vuosien 2028 ja 2030 alussa.
Valaistusverkon olosuhdeanturit mittaavat sisäilmaa
Valaistusmarkkinoille on lanseerattu hiljattain sensoreita, jotka yhdistävät yhteen laitteeseen läsnäolomittauksen rinnalle esimerkiksi lämpötila-, kosteus, CO2-, VOC- ja äänitasomittauksen. Data voidaan integroida ilmanvaihdon, lämmityksen ja muiden järjestelmien tarpeenmukaiseen ohjaukseen sekä tilankäytön optimointiin.
”Tämä on iso muutos alalla, kun tieto saadaan yhdestä paikasta ja valaistusverkko välittää sen eteenpäin muihin kiinteistöjärjestelmiin. Yksi, perinteisen läsnäolosensorin kokoinen sensori voi korvata useita erillisiä laitteita, mikä vähentää materiaalitarvetta. Tällä hetkellä olosuhdesensorimme asennetaan erillisenä kattoon, mutta tulevaisuudessa niitä voidaan integroida myös valaisimiin”, Mäkelä kuvailee.
Rakennusten energiatehokkuuden ja älykkyyden parissa Aalto-yliopistossa työskentelevän työelämäprofessori Jaakko Ketomäen mukaan integraatio ei kuitenkaan ole aina suoraviivaista. Haasteita syntyy erityisesti suurista datamääristä ja siitä, että talotekniikan eri järjestelmät eivät aina puhu samaa kieltä.
”Talotekniikan ontologiat eli datan ja laitteiden nimeämistavat vaihtelevat, eikä valaistus- ja automaatiojärjestelmien yhteensopivuus ole itsestäänselvyys erityisesti vanhoissa rakennuksissa, joissa uudet valaistusohjaukset liitetään vanhaan kiinteistöautomaatioon. Kyse on usein myös yhteistyön ja vastuurajojen puutteesta: eri osapuolet suunnittelevat omat järjestelmänsä ilman riittävää vuoropuhelua. Tämä on selkeä kehityskohde. Olisi hyvä, jos kaikki rakennuksen automaatio olisi ohjattavissa yhdellä järjestelmällä”, Ketomäki huomauttaa.
Helvarin järjestelmässä valaistusanturien data voidaan siirtää Helvar Insights -pilvipalveluun ja integroida sieltä muihin järjestelmiin REST API -rajapinnan kautta.
”Integraatio voidaan tehdä pilvestä pilveen ohjelmallisesti tai paikallisesti kaapelia pitkin BACnet- tai Modbus-yhteydellä. Molemmat tavat ovat mahdollisia, mutta pilvipohjainen integraatio on yhä selkeämmin tulevaisuuden ratkaisu”, Mäkelä kertoo.
Murros taloautomaatiossa
Taloautomaation alalla eletään murrosvaihetta. Perinteisesti olosuhdedata on kerätty taloautomaation omilla antureilla, mutta rinnalle on noussut vaihtoehto hyödyntää valaistusverkon sensoreita.
”Ratkaisu yleistyy, koska se on kustannustehokkaampi ja vähentää erillisten antureiden tarvetta. Markkina totuttelee muutokseen, ja yhä useampi toimija hyväksyy sen, että käyttöaste-, CO₂- ja muut olosuhdetiedot voidaan tuoda luotettavasti talotekniikan järjestelmiin valaistusverkon kautta”, Mäkelä huomauttaa.
Myös suomalainen valaisinvalmistaja Elektro-Valo on varautunut kehitykseen.
”Toimitamme tällä hetkellä valaisimia integroiduilla läsnäolo- ja päivänvaloantureilla, mutta valaisimet suunnitellaan niin, että niihin voidaan myöhemmin lisätä myös olosuhdeantureita. Valaisimissamme on Zhaga-standardin mukaiset rei’itykset, joihin olosuhdeanturi voidaan integroida tarpeen mukaan”, Elektro-Valo oy:n myyntijohtaja Henrik Leino kertoo.
Leinon mukaan juuri kustannussäästöt tekevät valaistusverkosta houkuttelevan pohjan kiinteistöjen tiedonkeruulle.
”Valaistusverkko on luonteva digitaalinen väylä, jota voidaan hyödyntää myös rakennusautomaatiossa ilman erillistä kaapelointia. Toisaalta rakennusautomaatiopuolella on omat vakiintuneet käytäntönsä, mutta moni suunnittelija näkee ilmanlaadun seurannan yhdistämisen valaistukseen hyvänä vaihtoehtona. On mielenkiintoista seurata, mihin suuntaan asia kehittyy”, Leino jatkaa.
Valaisinanturit tuovat läpinäkyvyyttä tilojen käyttöön
Valaistusjärjestelmän läsnäoloanturit keräävät reaaliaikaista tietoa kiinteistön eri tilojen käyttöasteista. Tämän datan avulla esimerkiksi lämmitys ja ilmanvaihto voidaan säätää todellisen tarpeen mukaan tarkentamalla aika-asetuksia. Kun ohjaus perustuu todelliseen tilankäyttöön, energiaa säästyy ilman, että sisäolosuhteista tarvitsee tinkiä.
Käyttöastetietoa hyödynnetään myös tilasuunnittelussa. Jos data osoittaa, että jotkin tilat jäävät vähälle käytölle, ne voidaan muuttaa tehokkaammin palvelevaan käyttöön. Hybridityön yleistyminen lisää entisestään tarvetta ymmärtää toimistotilojen todellista käyttöä.
”Tilojen käyttöasteen mittaaminen kasvaa jatkuvasti, ja valaisimet ovat luonteva paikka antureille. Datan kertymistä on kuitenkin hyvä ohjata: on mietittävä etukäteen, mihin tietoa käytetään ja mitä lisäarvoa sillä tavoitellaan. Samalla on hyvä tiedostaa, että datalle voi löytyä tulevaisuudessa aivan uusia käyttökohteita”, Ketomäki sanoo.
Älykkäiden kiinteistöjen markkina kasvaa vauhdilla, ja monet toimijat hyödyntävät valaistusverkon tuottamaa dataa osana omia palvelujaan. Esimerkkinä sovellukset, jotka yhdistävät tilojen käyttöaste- ja varaustiedot ja ohjaavat käyttäjiä vapaisiin työpisteisiin tai neuvottelutiloihin.
Käyttödataa voidaan hyödyntää myös siivouksen optimointiin.
”Monet asiakkaamme saavat joka aamu automaattisen raportin, jossa tilat on järjestetty edellisen vuorokauden käyttöasteen mukaan. Raportin perusteella siivotaan vain tilat, joita on todella käytetty”, Mäkelä kertoo.
Myös olosuhdesensoreista saadaan lisäarvoa. Äänitasomittauksen avulla voidaan luoda kartta toimiston äänimaailmasta ja auttaa työntekijöitä löytämään rauhalliset työskentelyalueet. Kartta myös paljastaa liian kovat melutasot, jolloin tiloja voidaan parantaa kohdennetusti.
Saneerauskohteisiin langatonta ohjausta
Rakennusten energiatehokkuuden parantaminen kasvattaa saneeraustarvetta, erityisesti valaistuksessa, jossa korjausvelka on suuri sekä Suomessa että muualla Euroopassa.
”Saneerauksia tehdään jatkuvasti, ja toimistorakennuksia uudistetaan vauhdilla. Näissä kohteissa hybridiratkaisut ovat erityisen toimivia, kun olemassa olevaa DALI-järjestelmää voidaan täydentää langattomilla ratkaisuilla uusien valaisimien asennusten yhteydessä”, Mäkelä sanoo.
Glamoxin valonohjauksen tuotepäällikkö Janne Viitasen mukaan DALIn käyttöä uudiskohteissa puoltavat sen vakiintunut asema markkinoilla sekä standardointi.
”Saneerauskohteissa tilanne on toinen: jos vanhaa ohjauskaapelointia ei ole tai älyä halutaan lisätä ilman mittavia kaapelointitöitä, langaton ohjaus on usein järkevin vaihtoehto. Langattomissa järjestelmissä standardointi ei ole vielä yhtä vakiintunutta kuin DALIssa”, Viitanen muistuttaa.
Langattomuus tuo saneerauksiin myös käytännön etuja. Kaapeloitu DALI-saneeraus edellyttää usein koko toimiston tyhjentämistä viikoiksi, kun taas langattomilla ratkaisuilla työ voidaan toteuttaa tila kerrallaan. Näin kiinteistö pysyy lähes normaalissa käytössä koko urakan ajan.
Sähköurakoitsijat mukaan yhteistyöhön
Valaistuksen ohjausjärjestelmien tarjoamaa potentiaalia hyödynnetään yhä vain osittain. Yksi kehitystä rajoittava tekijä on se, että järjestelmien tarjoamat mahdollisuudet eivät aina näy investointipäätöksiä tehtäessä.
”Valaistusjärjestelmillä olisi paljon enemmän annettavaa muuntojoustavuuden, eri järjestelmien välisen tiedonsiirron, analytiikan ja energiatehokkuuden seurannan näkökulmasta. Teknologia kehittyy nopeasti, mutta sen hyödyntäminen jää usein vajaaksi”, Aro Systems oy:n liiketoimintajohtaja Jani Aro toteaa.
Aro Systemsin sähköasentaja Juha Lindellin mukaan ohjausratkaisut valitaan usein suunnittelijan lähtötietojen ja kokemuksen perusteella, eikä käyttäjälle aina avata kaikkia vaihtoehtoja. Sähköurakoitsijoilla olisi kuitenkin merkittävä rooli tuoda tilaajalle ja loppukäyttäjälle esiin erilaisia ratkaisuja ja niistä saatavia hyötyjä, jos he pääsisivät mukaan projektiin riittävän varhaisessa vaiheessa.
Nykyiset urakkamuodot ja eri osapuolten roolit voivat kuitenkin vaikeuttaa tätä. Aliurakoitsijoiden mahdollisuudet vaikuttaa järjestelmävalintoihin ovat rajallisia, ja kiireiset työmaa-aikataulut vähentävät suunnittelijoiden ja urakoitsijoiden välistä vuoropuhelua.
”Suunnittelijat ovat halukkaita yhteistyöhön, mutta työmailla se toteutuu harvoin. Tiiviimpi yhteistoiminta parantaisi lopputuloksen laatua ja varmistaisi, että ratkaisut ovat sekä toimivia että käyttäjäystävällisiä”, Lindell sanoo.
Lindellin kokemuksen mukaan lähes kaikissa hänen viime vuosien projekteissaan on ollut käytössä valaistuksen ohjausjärjestelmä, joista valtaosa on ollut langallisia. Langattomat ratkaisut ovat olleet poikkeuksia, ja vain yhdessä kohteessa valaistusanturien dataa on hyödynnetty muiden taloteknisten järjestelmien ohjauksessa.
Ohjelmisto-osaamista kaapelinvedon rinnalle
Valaistuksen ylläpitoa ja huoltoa helpottaa se, että ohjausjärjestelmät keräävät keskitetysti tietoa valaisimien energiankulutuksesta, käyttötunneista ja muista teknisistä arvoista. Pilvipalvelut puolestaan lisäävät mahdollisuuksia etävalvontaan ja -huoltoon.
”Tätä dataa hyödynnetään silti vielä liian vähän, vaikka energiatehokkuus korostuu jatkuvasti. Urakoitsijat voisivat tuoda paremmin esiin, miten tietoa voidaan käyttää rakennuksen koko elinkaaren aikaisissa ylläpitopalveluissa. Se tukisi ennakoivaa huoltoa ja nopeampaa reagointia vikatilanteisiin”, Jani Aro sanoo.
Valaistusjärjestelmien älykkyyden ja digitalisaation lisääntyminen edellyttävät sähköurakoitsijoilta aiempaa laajempaa osaamista. Pelkkä kaapelien veto ei enää riitä, vaan tarvitaan järjestelmäteknistä ymmärrystä, kokonaisuuksien hallintaa ja kykyä tuottaa asiakkaalle lisäarvoa myös käytön ja ylläpidon aikana.
”Sähköasentajan työkenttä on muuttunut yhä moniulotteisemmaksi.
”Sähköasentajan työkenttä on muuttunut yhä moniulotteisemmaksi, ja ulottuu aina järjestelmien käyttöönotossa tarvittaviin ohjelmointitaitoihin asti. Kumppaneita voidaan toki hyödyntää, mutta on tärkeää ymmärtää, miten eri järjestelmät toimivat yhdessä”, Aro sanoo.
Hybridiratkaisu yhdistää langallisen ja langattoman valaistusohjauksen
Hybridijärjestelmässä langallinen DALI-ohjaus ja langaton valaistusverkko toimivat samassa kiinteistössä rinnakkain, jolloin kummankin tekniikan edut saadaan käyttöön tilakohtaisesti.
Helvarin hybridiratkaisu perustuu Node Link -yksikköön, joka mahdollistaa tiedonsiirron Bluetooth-pohjaisen langattoman ohjauksen ja kaapeloidun DALI-reitittimen välillä.
”DALI mahdollistaa osoitteellisen ohjauksen ja valaistustilanteiden toteuttamisen esimerkiksi vastaanotto-, auditorio- ja ravintolatiloissa. Langaton ohjaus taas on omiaan tiloihin, joissa valaistusta halutaan ohjata läsnäolon mukaan. Se mahdollistaa merkittäviä energiansäästöjä esimerkiksi avokonttoreissa, porraskäytävissä ja parkkihalleissa”, Helvar oy:n myyntijohtaja Ilkka Mäkelä kertoo.
Helvarin langaton ActiveAhead-järjestelmä otetaan käyttöön mobiilisovelluksella, eikä se vaadi reititinpohjaisen DALIn kaltaista ohjelmointia. Hybridiratkaisussa DALI-reititin laajentaa langattoman järjestelmän toimintoja, kuten aikaohjauksia, joita langaton ratkaisu ei tue. DALI voidaan myös liittää rikos- ja paloilmoitinjärjestelmiin, joiden hälytykset voidaan välittää langattomaan valaistusverkkoon Node Linkin kautta.
Helvarin Node Multisensor -yksikkö mahdollistaa huonekohtaisen DALI-verkon yhdistämisen langattomaan ActiveAhead-ohjaukseen. Sensorina ja ohjaimena toimiva yksikkö voi ohjata esimerkiksi neuvotteluhuoneen DALI-kaapeloituja valaisimia ja samalla kommunikoida käytävän langattoman valaistusohjauksen kanssa.
”Asennus ja käyttöönotto tehdään mobiilisovelluksella, eikä erillistä reititintä tarvita. DALI-valaisimet tuovat kustannussäästöjä ja järjestelmää voidaan muokata mobiilisovelluksella. Node Multisensorin kautta langattomaan järjestelmään voidaan liittää esimerkiksi verho-ohjauksia DALI-valaisimien ja releen kautta”, Mäkelä toteaa.
Joustavat ohjaustavat erityiskohteisiin
Myös Glamox tarjoaa ratkaisuja langallisen ja langattoman ohjauksen yhdistämiseen, joskin useimmissa toimituksissa toteutus on joko täysin langallinen tai langaton.
”Hybridiohjausta toteutetaan lähinnä erityistilanteissa, kuten suojelluissa rakennuksissa, joissa kaapelointia ei voida vetää, eikä pintoja haluta avata. Tällöin langaton ohjaus toimii hyvänä lisänä langallisen järjestelmän rinnalla”, Glamoxin valonohjauksen asiantuntija Janne Viitanen sanoo.
Teknisesti yhdistäminen edellyttää vastaanotinta langallisen järjestelmän puolelle. Glamoxin valikoimassa esimerkiksi langaton Casambi-järjestelmä voidaan liittää DALI-verkkoon yhdyskäytävän kautta: vastaanotin kommunikoi langattoman järjestelmän kanssa ja muuntaa komennot DALI-muotoon.
”Markkinoilla on paljon erilaisia järjestelmiä, joten yhteensopivuus täytyy varmistaa suunnitteluvaiheessa. Myös käyttöönoton osaamisvaatimukset kasvavat älykkäiden rakennusten yleistyessä. Viimeisen parin vuoden aikana olemme kouluttaneet Suomessa noin 200 asentajaa DALI-reitittimien ohjelmointiin”, Viitanen toteaa.
Myös turvavalaisimet voidaan integroida yleisvalaistuksen rinnalle DALI-järjestelmään.
”Järjestelmä kerää automaattisesti raportit ja ilmoittaa vikatilanteista, jos jokin turvavalaisin ei toimi”, Viitanen lisää.
Marjukka Puolakka, teksti
Satu Paavola, lukija
Mikko Käkelä, kuvat
