Rakentaminen Kiinteistöt Projektit Talotekniikka Uutiset Johanna Aatsalo Yksi kommentti

Uusi lastensairaala on laaduntestaajan unelma – kaikkea mahdollista valvotaan

Uuden lastensairaalan (ULS) työmaalla laatua vahditaan kaikilla mahdollisilla tavoilla. Käyttöön on otettu myös suomalaisyritysten kehittämää uudenlaista sähkövirrankulutus-, kosteus- ja lämpötilaseurantaa.

El&Siten perustaja ja työmaasähköistyksen asiantuntija Timo Lamberg esittelee älysähkökeskusta. Kuva: Anne Kurki

Eri puolelle työmaata viedyt kosteus- ja lämpöanturit sekä sähkövirranmittaus on kytketty esineiden ja asioiden internetiin eli IoT:hen, joten kaikkia mitattavia suureita voidaan seurata mobiilisti eli kännykän tai tablettitietokoneen välityksellä. Antureiden käytössä ei tarvita kaapelointeja, sähköä tai matkapuhelinverkkoa.

Lastensairaalan työmaa poikkeaa tavallisesta rakennustyömaasta sähköistyskalusteiden määränkin ansiosta. Työmaapäällikkö Matti Julinin arvion mukaan niitä on otettu käyttöön enemmän kuin normityömaalla. Kohteesta löytyy myös esimerkiksi älykkäitä sähkökeskuksia.

”Uutena asiana meillä on nyt käytössä seurannat. Kosteuden, lämmön ja sähkövirran seurannat ovat meille apuvälineitä hyvään lopputulokseen. Ne edistävät työvaiheita ja säästävät kustannuksissa”, Julin luettelee.

Tärkeimmäksi Julin nostaa lämmönseurannan. ”Olemme kaikki oppineet tässä kohteessa huomattavasti lisää siitä, mitä kosteuden poistuminen oikeasti on, vaikka minullakin on työkokemusta yli 30 vuotta. Tiedämme tarkemmin, miten lattioista saadaan poistettua kosteutta ja mikä on optimaalinen lämpötila. Ei saa olla liian lämmin, mutta pitää olla tarpeeksi lämmin”, Julin huomauttaa.

Itsenäiset mittarit

ULS:n työmaalla on yli 2 000 eri tilaa ja noin 48 000 kerrosneliömetriä. Rakennuksessa on yhdeksän kerrosta. Hanke on jaettu neljään eri työlohkoon. Työmaalle on asennettu useita lämpötila- ja kosteusmittareita sekä älykkäitä sähkökeskuksia.

IoT-verkon kautta tietoa lähettävissä kosteus- ja lämpötila-antureissa on mittaavien antureiden lisäksi pieni radiolähetin ja antenni sekä teollinen litium-akku tai paristo. Ne eivät tarvitse toimiakseen kaapelointeja, sähkövirtaa tai matkapuhelinverkkoa. Myös älykäs sähkökeskus on kytketty IoT-verkkoon.

”Olemme keväästä lähtien käyttäneet laitteita. Ensi kokemukset kertovat, että kuuluvuus rakenteiden läpi on parempi kuin SIM-korttipohjaisissa laitteissa ja IoT-laitteet ovat hyvin huoltovapaita. Koska kohde on Terve talo -sairaala ja laatuvaatimus korkein mahdollinen, meille on tärkeää, että pystymme kohdentamaan esimerkiksi kuivattamistoimia oikeisiin paikkoihin”, työmaan teknisen toimiston päällikkö Mikko Eskelinen kertoo.

Eskelisen mukaan on tärkeää, että kohteesta saataviin tietoihin päästään mahdollisimman nopeasti kiinni. Kuivattamiseen käytössä ovat puhaltimet, erilaiset kuivattimet ja alipaineistuslaitteet.

”Meidän ei tarvitse juosta pitkin työmaata käsikäyttöisten, usein kömpelöiden mittareiden kanssa, kun anturit toimivat itsenäisesti valituissa kohteissa. Lisäksi nämä toimivat jopa kolme vuotta tietojen lähetystaajuudesta ja määrästä riippuen, joten ne kestävät pidemmänkin työmaa-ajan”, Eskelinen jatkaa.

Älykäs työmaa-aikainen sähkökeskus

Sähkönkulutustietoa ULS:n työmaalla kerää sähkökeskuksessa oleva verkkoanalysaattori. Sen lähetin puolestaan lukee ja tallentaa analysaattorin tiedot. Ne ovat luettavissa reaaliaikaisesti esimerkiksi työmaainsinöörin tai työnjohtajan matkapuhelimesta.

Tarve älykeskuksen kehittämiseen on syntynyt käytännössä. El & Siten perustaja ja työmaasähköistyksen asiantuntija Timo Lamberg on pohtinut työkseen eri työmaiden sähkötarpeita yhdessä työmaasähkövastaava Pekka Mustilan kanssa.

Uuden lastensairaalan IoT-verkossa tietoa välittävän sähkönkulutusmittarin verkkoanalysaattori kerää tiedot helposti ymmärrettävään muotoon. Kuvakaappauksessa virrankäyttökäyriä ja eri lohkojen tilanteita.

”Työmaapäälliköt soittavat minulle ja pyytävät arvioita työmaiden sähkönkulutukseen. Perinteisesti näitä on aina laskettu funktiolaskimen kanssa ja mitoitettu varmuuden vuoksi aina yli, jotta kaikki voivat nukkua yönsä kunnolla. Mutta mitään työmaa-aikaisia sähkönmittauksia ei ole tehty. Älykeskuksen kehitys lähti tästä ongelmasta”, Lamberg kertoo.

Jos työmaan maksimikulutusarvot mitoitetaan varmuuden vuoksi reilusti yli, urakoitsija joutuu tilaamaan isoja keskuksia ja kaapeleita ja saa maksettavakseen suuria liittymälaskuja.

Toisaalta, jos yli sadan työtekijän työt katkeavat sulakkeen palamisen vuoksi tunniksi, sekin maksaa. ”Älykeskuksen taustalla on yksinkertaista virtapiirturiselvitystä. Kävimme mittaamassa työmailla kulutuksia ja usein ampeereja ei tarvittu puoliakaan siitä, mikä oli arvio”, Lamberg jatkaa.

Mustilan mukaan työmaan sähkönkulutus elää kuin pörssikurssit.

”Alussa virrankulutus on pientä, sitten ollaan lähellä maksimia ja sen jälkeen kulutus taas laskee. Esimerkiksi lastensairaalan työmaalla voi olla keskimäärin 300 työntekijää työkalut seinässä tai roikassa kiinni. Työt tehdään yleensä melko samanaikaisesti. Kun näemme älykeskuksen seurannasta, että ollaan lähellä maksimitehoja, voimme käydä pudottamassa jotain pois käytöstä tai jakaa kuormia tasaisemmin lohkolta toiselle”, Mustila selvittää.

Työmaapäällikkö Julinin mukaan työmaan pitäisi toimia koko ajan luotettavasti, jotta tekijät voivat keskittyä rakentamiseen.

”Oikeat mitoitukset ja seurantatiedot lisäävät myös työturvallisuutta”, Julin muistuttaa.

Salatusti radioverkon kautta

Kosteus- ja lämpötiedot sekä älysähkökaapin tuottava informaatio kulkee esineiden ja asioiden internetissä eli IoT-verkossa. Tieto kulkee alhaisen taajuuden ja vähäisen virrankulutuksen radioverkkoa pitkin. Radiotaajuus on kaikille avoin, Yleisradion ennen käyttämä taajuus 868 megahertsiä.

Esimerkiksi El & Siten ja Integralin kehittämien mittauslaitteiden tieto välitetään Sigfox-verkossa, jota Suomessa edustaa ja jonka Suomeen on rakentanut operaattori Connected Finland. Lisäksi esimerkiksi Digita on rakentanut oman LoRaWAN-verkkonsa ja Elisa on kehittänyt NB-IoT-tekniikkaa eli niin sanottua Narrow Band-IoT-tekniikkaa.

”Käytännössä se tarkoittaa sitä, että mittalaitteessa on oma radiopiiri, joka keskustelee valitun operaattorin tukiaseman kanssa ja välittää tietoa esimerkiksi matkapuhelimen näytölle työmaalle”, Integralin IT-asiantuntija Risto Reinikka selvittää.

Reinikan mukaan erilaisten IoT-sensoreiden yleistyminen tapahtuu nopeasti, sillä niiden valmistuskustannukset ovat edullisia vaikka niissä onkin korkeaa teknologiaa. Myös tiedonkeruun hinta, verkon käyttö, on edullisempaa kuin matkapuhelinverkon yli toimittaessa.

Tietoturvasta radioverkossa huolehditaan tiukasti. Sen lisäksi, että liikenne on ainakin toistaiseksi yhdensuuntaista eli radioverkon kautta ei voida vielä tehdä esimerkiksi säätöjä mitattaville laitteille, jokaisella anturilla tai sensorilla on oma laitekohtainen id-tunnus. Lisäksi jokaisella laitteella on oma radio-osan tunniste (PAC), joka vaihtuu joka kerta, kun laite käynnistetään uudelleen.

”Laitteen id-tunniste pysyy samana, mutta PAC-koodi vaihtuu. Sitä on vaikea esimerkiksi hakkerin hankkia tietoonsa, sillä se on jo vaihtunut ensimmäisen käyttökerrankin jälkeen. Vaihto tapahtuu joka kerta, kun laite aktivoituu. Kaikessa tietoliikenteessä käytetään lisäksi SSL-salausta”, Reinikka kertoo.

Eri laitevalmistajilla on erilaisia salausvaihtoehtoja. Verkossa laitteilla voi olla vakiosalaus, kun viestit lähtevät salattuna tai sitten voidaan käyttää erilaisia salausavaimia.

”Mittaavaa sensoria ei voi pommittaa viesteillä, sillä liikenne on yksisuuntaista. Se eroaa vielä matkapuhelimista sillä, että matkapuhelin on jatkuvasti yhteydessä verkkoonsa. IoT-sensori lähettää tietoja vain esimerkiksi kerran puolessa tunnissa tai tunnissa, muun ajan se on horroksessa. Kun laite herää, se ottaa mittaustiedon, lähettää sen ja palaa horrostilaan”, Reinikka jatkaa.

Työmaa-aikana IoT-verkon kautta kerätyt tiedot voidaan ottaa hyötykäyttöön rakennuksen valmistuttua esimerkiksi takuuaikana. Kun valmiin rakennuksen rakennusautomaatio ottaa kohteen ”haltuunsa”, rakennusaikaiset mittarit voidaan kytkeä siihen niin sanotun api-rajapinnan kautta ja jatkaa seurantaa. Api (application programming interface)-rajapinta on sovellus, eli sen kautta eri ohjelmat voivat tehdä pyyntöjä ja vaihtaa tietoja eli keskustella keskenään. Esimerkiksi valmistuvassa lastensairaalassa sensoriikkaa voidaan tarjota sairaalan kiinteistöhuoltoa aikanaan hoitavalle yhtiölle.

IoT helpottaa työmaaelämää jo nyt

IoT-verkon yli toimivien laitteiden uskotaan yleistyvän työmaakäytössä seuraavien kolmen vuoden aikana. Erilaisia sensoreita kehitetään kovaa vauhtia.

Esimerkiksi Helsingin Olympiastadionilla perusparannuksen aikaisten olosuhteiden valvonta hoidetaan suomalaisen startup -yritys Mato Engineerin kosteus- ja lämpömittarilla. Tiedot välitetään Digitan LoRaWAN-verkon kautta. Lempääläläinen Xortec taas on kehittänyt Sigfox-verkossa toimivan IoT-vuotovahdin, joka paljastaa vesivahingot. Integral on kehittänyt myös esimerkiksi IoT-verkossa toimivan ovikytkimen, joka kertoo, jos esimerkiksi työmaan ovet ovat jääneet auki.

Olosuhdemittausten lisäksi voidaan jo nyt mitata esimerkiksi säiliöiden pinnankorkeuksia tankkisensoreilla. Paikannus on taas arkipäivää erilaisissa työmaalaitteissa. Niihin voi lisätä erilaisia aluerajoituksia, jotka hälyttävät, jos vaikka henkilönostin siirretään pois työmaa-alueelta.

IoT, Sigfox, NB-IoT?

Esineiden ja asioiden internetissä eli IoT-verkossa tieto kulkee alhaisen taajuuden ja vähäisen virrankulutuksen radioverkkoa pitkin.

  • Radiotaajuus on kaikille avoin, Yleisradion ennen käyttämä taajuus 868 megahertsiä.
  • Sigfox-verkko on operaattori Connected Finlandin Suomeen rakentama IoT-verkko
  • Digitan verkon nimi on LoRaWAN
  • Elisa on kehittänyt NB-IoT-tekniikkaa eli niin sanottua Narrow Band-IoT-tekniikkaa.

Keskustelu artikkelista: 1 kommentti

  • Sähkökatko ja näytepalat, paskat olosuhteet ja näytepalat, vesivahinko ja näytepalat. Raportti ja mittaaja. Onneks ei robotti.

    Vastaa

Vastaa

Rakennuslehden pääuutisia