Reijo Holopainen

Älykkäät kytkimet, energiatehokkaat muuntajat ja hukkalämpöä hyödyntävät järjestelmät vähentävät energiankulutusta merkittävästi. Nämä valinnat näkyvät suoraan käyttökustannuksissa ja pienentävät hiilijalanjälkeä. Myös Fingdridin sähkövoimaverkoissa toimii jo pakoin älykäs verkon ja sen osien vikaantumisen tunnistus. Tämä data kohteesta mahdollista vikakorjaamisen ennakoivasti työaikaan ennen kuin vahinkoja ja sähkökatkoja syntyy.

Suunnittelussa älykkäät mittausjärjestelmät antavat ennennäkemätöntä tietoa energiankulutuksesta. Voit seurata kulutusta laite- ja tilakohtaisesti ja näin voi tunnistaa tuhlaavat kohteet. Rakennuksissa esimerkiksi valaistuksen, lämmityksen ja ilmanvaihdon älykäs ohjaus säästää 20 prosenttia energiakustannuksissa ilman, että mukavuudesta tarvitsee tinkiä. Järjestelmät, kuten Revit Dynamo oppivat käyttötottumuksista ja ehdottavat automaattisesti optimointeja.

AI pienentää ympäristöjalanjälkeä

Keskinen työkalu, joka mainittuna nousee esiin, on Autodesk Revit. Se kuuluu BIM (Building Information Modeling) –perheeseen. Työkalu mahdollistaa älykkään, parametrisen suunnittelun, jossa muutokset päivittyvät automaattisesti koko projektiin.

Tekoäly parantaa tehokkuutta ja tarkkuutta mutta myös suorittaa rutiineja kuten raportointeja ja tiedon keruuta. Älykäs agentti luo koosteita ja tekee yhteenvetoja.

Revit-ympäristöön, koska sen koodi rajapinnat ovat melko avoimia, suunnittelufirmat ovat luoneet omia sovelluksiaan.

– Hyödynnämme Revit-ympäristössä avoimeen lähdekoodiin pohjautuvia kehitystyökaluja, joiden päälle olemme rakentaneet omia työnkulkuja automatisoivia skriptejä ja piensovelluksia, sanoo kehitysjohtaja Jukka Leppäkangas A-Insinöörit Oy:stä.

Leppäkangas on kriittinen tekoälyä hyödyntävä asiantuntija.

– Paljon puhutaan myös agenttisista työnkuluista, mutta moni haaste ratkeaa tällä hetkellä tehokkaammin järjestelmien välisillä integraatioilla ja automatisoiduilla tietovirroilla. Ennen kuin annamme tekoälylle ohjaksia, meidän on varmistettava, että data liikkuu saumattomasti ja virheettömästi eri ohjelmistojen välillä.

Rutiinit hoituvat automaatiolla, jolloin asiantuntijalle jää aikaa vaativaan tekniseen ratkaisukykyyn.

AI ei korvaa ihmisaivoja

Todellinen tuottavuus syntyy siitä, että rutiinit hoituvat automaatiolla, jolloin asiantuntijalle jää aikaa vaativaan tekniseen ratkaisukykyyn ja laadunvarmistukseen.

– Rakennesuunnittelun ja talotekniikan kaltaisilla aloilla, joissa vastuu ja tarkkuus ovat kriittisiä, tekoäly ei ole oikotie onneen.

Nyt kuitenkin on jo mahdollista suunnitella hybridijärjestelmiä, jotka käyttävät ensisijaisesti aurinko- tai tuulienergiaa ja siirtyvät verkkosähköön vain tarvittaessa.

Akkuteknologian kehitys puolestaan mahdollistaa myös tehokkaan energian varastoinnin, mikä tasaa kulutushuippuja ja vähentää verkon kuormitusta. Nämä järjestelmät maksavat itsensä takaisin tyypillisesti ehkä kuudessa tai seitsemässä vuodessa, minkä jälkeen tekniikka tuottaa puhdasta säästöä.

Uusiutuvien energialähteiden liittäminen energiasysteemiin on nyt tekoälyn myötä yksinkertaisempaa kuin koskaan.

Kestävä kehitys ohjaa sähkösuunnittelun valintoja

Älykäs kone voit valita vähemmän haitallisia metalleja, kierrätettäviä eristeitä ja myrkyttömiä pinnoitteita. Myös kaapeleiden mitoitus voi tarkentua koneälyllä: oikein mitoitetut kaapelit vähentävät materiaalinkulutusta ja parantavat järjestelmän tehokkuutta.

Leppäkangas mainitsee AI-esimerkkeinä projektin perustamisen:

– On selvää että tekoäly tehostaa prosesseja ja toimintaa, mutta sen paremmuuden osoittaminen verrattuna vanhaan ei ole niin vain osoitettavissa. Tehoa tulee lisää mutta tehoa ilmaisevat prosenttiluvut, joita näkee, useimmiten ovat hatusta vedettyjä.

Useammat tahot nostavat esille tekoälyn käytön eettiset pelisäännöt, joita A-insinöörit on ollut sorvaamassa. Rakennussäätiön Tekoälyn eettinen pelikirja 2.0 -ohjeiston tarkoituksena on tukea alaa tekoälyn hyödyntämisessä ja edistää uusien kestävien teknologioiden syntymistä.

Koneäly pidentää elinkaarta

Järjestelmien elinkaaren pidentäminen on nyt yksi keskeinen älykkään suunnittelun tavoite. Modulaariset järjestelmät helpottavat osien vaihtoa ja päivittämistä, mikä tuo säästöä kohtuullisella aikavälillä.

Tekoälyagentin tuottama järjestelmäintegraatio yhdistää sähköjärjestelmät osaksi rakennuksen kaikkia teknisiä ratkaisuja. Tämä optimoi resurssien käyttöä.

Esimerkiksi hukkalämmön talteenotto ja uudelleenkäyttö, päivänvalon hyödyntäminen valaistuksessa ja sääennusteiden perusteella toimiva ennakoiva ohjaus vähentävät energiankulutusta merkittävästi. Nämä ratkaisut paranevat koko ajan ja parantavat myös rakennuksen käyttömukavuutta ja terveellisyyttä.

Suunnittelujärjestelmiä voi helposti laajentaa ja muokata tulevaisuudessa, kun välineet tulevat tutuiksi. Teknologian nopea kehitys on huimaa. Uudet standardit, teknologiat ja sovellukset muuttavat alaa kuukausittain. Ohjelmistokehittävät päivittävät tiukaan älytyökalujaan.

Kehityksen mukana voi pysyä seuraamalla alan julkaisuja ja liittymällä ammatillisiin verkostoihin. Nämä tosin osat yhtiökohtaisia, esimerkiksi A-insinööreillä ja Sitowisella. Vertaisoppiminen ja kokemusten jakaminen auttavat välttämään tyypillisiä sudenkuoppia.

Energian kysynnän kasvu haastaa perinteiset ratkaisut. Näin tarvitaan joustavia järjestelmiä niin rakennuksissa kuin siirtoverkoissakin. Älykkäät joustajat mukauttavat kulutushuippuja. Riskien simulointi vähentää vahinkojen realisoitumista.

Alapitkän ja Siilinjärven välinen keskijännitesähkölinja on runkoverkkoyhtiö Fingridin mukaan älykäs. Valvomossa linjan kuntoa tarkkailee digitaalinen kaksonen. Siirtoverkon urakoineen ENP Power Oy:n työmaapäällikkö Lauri Tolppaniemi ja onnistunut työmaa. Kuva: Reijo Holopainen

Tekoäly hätiin sähköntarpeessa

Tekoälyavusteisen suunnittelun varsinainen koeponnistus tapahtuu makrotasolla sähkövoimatekniikassa – sen suunnittelussa mullistusten keskellä. Linja- ja maakentamisen uudet suunnittelutyökalut ovat AI-pohjaisia.

– Suomen niemellä ei vielä ole nähty tällaista sähkötehon tarvetta. Kaikki keinot ovat käytössä, sanoo sähkövoimatekniikan insinööri Eeva Walden Granlundilta.

Vanhoja oppeja hylätään, ja uusia tulee käyttöön eritoten sähkömarkkinalain muutoksen myötä infraratkaisujen suunnittelussa, esimerkiksi suuri 400 kV:n linjan rakentaminen aurinko- tai tuulivoimalasta suoraan vihreän siirtymän laitokseen, kuten synteettisen kerosiinin tuottajaan, haastaa montaa rakentamisen osa-aluetta.

Pienemmän mittakaavan energiavarastot, kuten akut ja kondensaattorit, tasaavat kuormitusta ja vähentävät tarvetta ylimitoittaa järjestelmiä. Kysyntäjousto-ohjelmat, joissa kulutusta ohjataan automaattisesti matalamman hinnan tai kuormituksen aikaan, tuovat aina säästöjä energiakustannuksissa.