Tarvelähtöinen mittausdata energiatehokkaassa pientalossa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, miten tarvelähtöistä mittausdataa voidaan hyödyntää energiatehokkuuden parantamisessa pientaloissa. Aihe valikoitui, koska energiatehokkuuteen liittyvä teknologinen kehitys ja poliittinen ohjaus ovat viime vuosina kiihtyneet merkittävästi. EU-tason sääntely ohjaa rakennusten energiankäyttöä ja mittaamista entistä tarkemmin, mikä tekee tarvelähtöisestä mittausdatasta ajankohtaisen ja merkityksellisen tarkastelukohteen. Työn teoreettinen osuus käsittelee tarvelähtöisen mittauksen määritelmiä ja merkitystä sekä keskeisiä mitattavia suureita. Lisäksi tarkastellaan mittauslaitteistoja ja -tekniikoita, tiedonsiirtoratkaisuja, automaatiojärjestelmien logiikkaa sekä mittausdatan hallintaa ja visualisointia. Teoreettista osuutta seuraa käytännön toteutuksen osuus, jossa tarkastellaan esimerkkikohteen mittausjärjestelmää ja laaditaan suunnitelma sen kehittämiselle. Suunnitelmassa huomioidaan nykyisin käytössä olevat mittauslaitteet ja -järjestelmät sekä käytöstä poistettu KNX-teknologiaan perustuva laitteisto. Lopputuloksena suunnitelma uuden kokonaisuuden laatimisesta sisältää vanhan KNX-järjestelmän uudelleenkäyttöönoton ja integroimisen nykyisin käytössä olevaan järjestelmään. Lisäksi suunnitelmassa parannetaan nykyisen järjestelmän toimintavarmuutta, yksinkertaistetaan sen rakennetta ja kehitetään sen toimintatapaa riippumattomammaksi valmistajakohtaisista pilvipalveluista. Työssä tunnistetut haasteet liittyivät järjestelmien yhteensopivuuteen, taloudellisiin realiteetteihin ja osaamisvaatimuksiin. Toisaalta havaittiin myös, että teknologinen kehitys voi helpottaa etenkin yhteensopivuus ja osaamisvaatimuksiin liittyviä haasteita. Keskeisinä johtopäätöksinä todettiin, että tarvelähtöinen mittaus soveltuu hyvin pientalon energiatehokkuuden optimoimiseen ja se tukee optimointia myös taloudellisesta näkökulmasta. Erityisesti energiapolitiikan ja sääntelyn kehityksen suunta avaavat merkittäviä mahdollisuuksia tarvelähtöisen mittauksen hyödyntämiseen. Järjestelmäkokonaisuuksien laadinnassa integraatioiden rooli osoittautui merkittäväksi ja huomionarvoiseksi asiaksi myös jatkokehityksen kannalta.

The aim of this thesis was to examine how needs-based measurement data can be utilized to improve energy efficiency in small buildings. The topic was chosen because technological development and political guidance related to energy efficiency have accelerated significantly in recent years. EU-level regulations direct the energy use and measurements of buildings more closely, which makes needs-based measurement data a timely and relevant subject of study. The theoretical part of this thesis discusses the definitions and significance of needs-based measurements as well as the key measurable quantities. In addition, measurement devices and techniques, data transfer solutions, the logic of automation systems and the management and visualization of measurement data are examined. The theoretical section is followed by a practical implementation, in which the measurement system of a target building is reviewed and a plan for its development is drawn up. The plan considers the current measurement devices and systems as well, as the decommissioned system based on KNX technology. The resulting plan for the new system includes the re-commissioning of the old KNX system and its integration into the current system. In addition, the plan improves the operational reliability of the current system, simplifies its structure and reduces its dependency on manufacturer-specific cloud services. The challenges identified in the thesis were related to system compatibility, economic realities and competence requirements. However, it was also observed that technological developments can mitigate challenges related to compatibility and competence requirements. The main conclusions indicate that needs-based measurements are highly suitable for optimizing the energy efficiency of small buildings, while also supporting economic optimization. Notably, the current direction of energy policy and regulation provides significant opportunities for the application of needs-based measurements. In system-level design, the role of integrations emerged as particularly important and should be considered in future development efforts.