Korkeakoulukiinteistöstä älykampukseksi

Kiinteistöistä on nykypäivänä saatavilla mitä yksityiskohtaisempaa rakennuksen toimintaa ja sisäolosuhteita kuvaavaa facility big dataa. Esimerkiksi Metropolian Myllypuron uudella kampuksella on pelkästään lämpötilan mittausantureita yli 5000 kappaletta. Mekaanisella kiinteistötietomassan tuottamisella ei kuitenkaan tehdä vielä korkeakoulukiinteistöstä älykampusta.

Tässä blogimerkinnässä kuvataan niitä erityistekijöitä ja edellytyksiä, joilla Myllypuro kampuksena lunastaa edelläkävijäasemansa tai julkisuudessa esitetyt lupauksensa. Mistä tunnistamme älykampuksen? Mitä yhteiskunnallista vaikuttavuutta älykampuksella tavoittelemme ja mihin sitoudumme sitä kehittäessämme?

Monipuolista rakennusautomaatiota ja IoT-mittauksia rakenteisiin upotettuna

Ensimmäinen tärkeä askel älykampuksen suuntaan on otettu rakennusvaiheessa. Myllypuron kiinteistö on haluttu varustaa hyvin laajamittaisilla ja nykyaikaisilla rakenteiden ja olosuhteiden monitoroinnin mahdollistavilla anturoinneilla. Kiinteistöautomaatio sisältää muiden muassa kattavan kerroskohtaisen kulutustietojen mittaroinnin. Tämän ohella on varmistettu valmius liittää tietoalustaan rakennuksen ulkokuorien kosteus- ja lämpöolosuhteet, sisäolosuhteet (CO₂-pitoisuudet, lämpötilat, suhteelliset kosteudet, pienhiukkaset, haihtuvat orgaaniset ns. VOC-yhdisteet jne.) ja ulko-olosuhteet (lämpötila, suhteellinen kosteus, tuuliolosuhteet, drone-pohjaiset mittausmenetelmät, auringonsäteily).

Kun halutaan hyödyntää älyteknologiaa ja teollista Internetia (IoT), rakennusautomaation lisäksi rakenteisiin, esineisiin ja palvelujärjestelmiin liitetään koodausta, konenäköä ja tunnistautumista. Näistä tieto lähetetään pilvipalveluihin suoraan tai erillisen järjestelmän kautta, jotta eri lähteiden tuottama informaatio saadaan kommunikoimaan keskenään. Tämä on toinen askel, joka Myllypuron kampuksella on otettu.

Myllypuron kampuksen tietoalustaan on kytketty muiden muassa hybridienergialaboratorio, joka ensisijaisesti on suunniteltu opetus- ja tutkimuskäyttöön. Se sisältää laajan kattauksen aivan uutta, mutta myös jo käytössä olevaa lämpöpumpputeknologiaa (maa-, ilma-ilma-, ilma-vesi-, adsorptiolämpöpumput).

Kampuksen oppimisympäristön investointeihin kuuluvat myös kiinteän polttoaineen testikattilat ja mittava, erityyppisiä mono- ja polypiipaneelituotteita edustava aurinkosähkövoimala. Näin kiinteistö tarjoaa ainutlaatuisen, suuren mittakaavan talotekniikan ja -automaation toiminnallisen kokonaisuuden. Siten lähtökohdat älykampuksen rakentumiselle ovat mallillaan.

Myllypuron kampuksen kanavisto ja putkiasennukset ovat opiskelijoiden tutkittavissa. Valokuva: Harri Hahkala.

Kytkös alan korkeakouluopintoihin tuo jatkuvuutta

Mittavien investointien rinnalla on hyvä muistaa, että Myllypuron kampukselle sijoittuu koko Suomen suurin ja monipuolisin kiinteistö- ja rakennusalan koulutus.

Tämä kampuksen elimellinen kytkös alan korkeakouluopiskelijoiden nelivuotisiin tutkintotavoitteisiin opintoihin on sen ylivertainen voiman lähde. Se, että talotekniikka ja rakennusautomaatio toimivat myös opetuskäytössä, varmistaa tarvittavan vakauden ja pysyvyyden. Sen ansiosta testausympäristö ja alan osaaminen myös kehittyvät jatkuvasti.

Opiskelijoiden ja heidän opettajiensa työn tuloksena syntyy ratkaisuja ja uusia soveltavia teknologioita.[i] Myös mahdollisuus yhdistää usean alan osaamista korkeakoulun sisällä on suuri etu: esimerkiksi koodaus, tekoäly, pilvipalvelut ovat erottamaton osa modernia talotekniikkaa ja sen hallintajärjestelmiä.

Lämmönjakohuone on myös opetuskäytössä. Valokuva: Harri Hahkala.

Älykampusta ei ole ilman ihmisiä ja sen jatkuvasta kehittämisestä kiinnostuneita. Myllypurossa kiinteistötieto ei jää kampuksen jokapäiväisestä toiminnasta irralleen, vaan aina uudet opiskelijasukupolvet voivat osana oppimistaan hyödyntää kiinteistötietoa, jalostaa sitä, tehdä siitä tutkimusta ja tuottaa yhteiskuntaan alan uusia innovaatioita.

Ilmanvaihtohuoneet ovat tarpeeksi tilavia ja soveltuvat opetuskäyttöön. Valokuva: Harri Hahkala.

Kiinteistötiedon ekosysteemi

Kiinteistötiedon ekosysteemin kantasoluna voidaan pitää kiinteistön päivittyvää rakennus- ja taloteknistä tietomallia (BIM), ympäristön olosuhdetietoja, digitaalista huoltokirjaa, kunnossapito- ja korjaushistoriaa sekä reaaliaikaista olosuhteiden ja energiankulutuksen seurannan tietoja.

Ekosysteemiin kuuluu myös kiinteistön digitaalinen rinnakkaisympäristö, niin sanottu digitaalinen kaksonen, jonka avulla voidaan kuvata, analysoida ja pilotoida erilaisia ratkaisuja.

Lisäksi kiinteistötiedon ekosysteemissä on mukana laaja joukko eri intressitahoja, hyödyntäjiä ja käyttäjiä: rakennuttajat, rakentajat, kiinteistön omistaja, energia- ja vesiyhtiö, kiinteistö- ja jätehuoltoyhtiö, viranomaistahot, paikallistoimijat ja yhdistykset, opiskelijat, henkilökunta, korkeakoulun kumppanit, vieraat ja asiakkaat, asukkaat, satunnaiset vierailijat. Ekosysteemi mahdollistaa myös eri palveluntarjoajien, tutkijoiden tai erilaisten verkkotiedon käyttäjien osallistumista ekosysteemin hyödyntämiseen.

Myllypuron kampuksen kiinteistötiedon ekosysteemiä voidaan havainnollistaa alla olevan kuvion mukaisesti.

• Kiinteistöstä, sen käytöstä ja käyttäjistä koottu tieto muodostaa datan, kiinteistön tietomassan.
• Kiinteistön digitaalinen kaksonen muodostaa alustan; älyratkaisut ja -toiminnot muodostavat datapohjaiset älypalvelut.
• Space as a Service -ajattelun mukaisesti kiinteistön käyttäjät ja ne, joilla on roolinsa kautta liityntäpinta kampukseen, ovat keskiössä.

Kaikkien näiden tahojen mukanaolo ja sitoutuminen takaa kampuksen toimivuuden, viihtyisyyden ja hyvinvoinnin, mutta myös kestävän kehityksen ja resurssitehokkuuden näkökulman.

Myllypuron kampuksen kiinteistötiedon ekosysteemi.

Esiselvitysraportti julkaistu äskettäin Taito-sarjassa

Metropolia on tehnyt Sähköturvallisuuden edistämiskeskuksen tuella laajahkon esiselvityksen älykiinteistön rakentumisen edellytyksistä. Se on julkaistu Metropolian Taito-julkaisusarjassa elokuussa 2019. Esiselvitysraportissa Korkeakoulukiinteistöstä älykampukseksi. Kiinteistötietomassojen hyödyntäminen sisäolosuhteiden ja energiatehokkuuden ennakoinnissa on arvioitu myös Suomessa tällä hetkellä tarjolla olevia kiinteistömonitoroinnin tietoalustoja, pilvipalveluratkaisuja ja niiden käyttökelpoisuutta kiinteistötiedon kokonaishallinnan kannalta.

Metropolian tietotekniikan opiskelija Miika Martikainen on esiselvitystä varten tutkinut kiinteistötiedon tuottamisessa käytettyjä antureita, protokollia, tietoväyliä, ohjelmointirajapintoja ja kiinteistömonitoroinnin pilvipalveluja. Saman tutkinto-ohjelman opiskelija Sami Kolari on istuttanut projektityönä Metropolian kaikki neljä kampusta − mukaan lukien Myllypuron − kiinteistöobjektina Helsingin kaupungin uuden sukupolven 3D-kaupunkimalliin. Se mahdollistaa esimerkiksi navigoinnin eri kohteiden välillä ja tilojen, vapaiden muiden resurssien tai olosuhteiden tutkimisen. Julkaisun päätoimittaja on Tuire Ranta-Meyer ja toimituskuntaan ovat kuuluneet Harri Hahkala, Lauri Heikkinen, Suvi Hartikainen sekä Jorma Säteri. Raportin valokuvat on ottanut Harri Hahkala ja Valovirta Design vastaa sen taitosta.

Raportin tärkeimpänä johtopäätöksenä on, että Myllypuron kampuksella on aidosti suuri potentiaali muodostua keskeiseksi kiinteistöalan ja älyteknologian hyödyntämisen katalyytiksi ja jatkuvasti kehittyväksi oppimisympäristöksi. Pelkkä tiedon vieminen internetiin tai pilvipalveluihin ei kuitenkaan riitä. Tarvitaan kokonaisnäkemys siitä, miten eri lähteistä tulevaa kiinteistötietoa pystytään analysoimaan ja jakamaan sujuvasti eri järjestelmien välillä. Tarvitaan monista eri lähteistä tulevan tiedon hallintaa ja ihmisiä, jotka sitoutuvat toimintaan ja pystyvät innostamaan monialaisia opiskelijatiimejä aina vain toimivampien tai visuaalisesti havainnollisempien ratkaisujen kehittämiseen.

Talotekniikassa ja rakennusautomaatiossa tarvitaan myös ohjelmistosuunnittelua, koodaamista, koneoppimista ja pilvipalvelujen hyödyntämistä.

[i] Suuren kokoluokan kiinteistötekniikan kokeiluja on toki meneillään muuallakin, esimerkiksi Suomessa työ- ja elinkeinoministeriön tuella keskusliikkeiden logistiikkakeskuksissa ja kauppakeskus Sellossa Espoossa; Saksassa ja Hollannissa muiden muassa EDGE-toimistotaloissa. Kyseessä ovat ratkaisut, joiden avulla edistetään älykkäiden energia-, sähkö-, olosuhde-, paikannus- ja tilavarausjärjestelmien kehitystä. Näistä kaikista kuitenkin puuttuu pysyvän kehittämisen ja testauksen aspekti. Katso myös https://www.rakennuslehti.fi/2017/09/sellolle-ja-lidlille-miljoonatuki-alykkaiden-energiajarjestelmien-rakentamiseen/ , https://studio.kauppalehti.fi/siemens/euroopan-ekologisin-kauppakeskus-saastaa-energiaa-virtuaalivoimalalla , https://edge.tech/platform
ja https://edge.tech/portfolio/edge-suedkreuz-berlin workplace 4.0

Kirjoittaja

FT Tuire Ranta-Meyer on Metropolian johtaja, joka on viime vuosina keskittynyt erityisesti Metropolian varainhankintaan ja säätiörahoitukseen.