Realistinen ihmiskäsitys toisi säästöjä rakennusten energiankulutukseen

Olisi ihanteellista, jos ihmiset ymmärtäisivät rakennusten järjestelmien toiminnan ja olisivat motivoituneita käyttämään niitä, niin kuin niitä on ajateltu käytettävän. Todellisuus on kuitenkin toinen: ihmiset ymmärtävät rakennusten toimintaa puutteellisesti ja käyttävät järjestelmiä epäoptimaalisesti.

Ihmisten virheellisiä käsityksiä on raportoitu kirjallisuudessa runsaasti.  Monet ymmärtävät patteritermostaatin venttiilin kaltaisena laitteena, eivätkä tajua siihen liittyvää mittausta ja säätöä. Väärät uskomukset vaikuttavat termostaattien käyttöön ja johtavat helposti turhaan energiankulutukseen.

Termostaatit ovat yleisesti liian vaikeita käyttää. Niiden symboliikkaa ei ymmärretä, eikä varsinkaan toimistoissa ole selvää, mihin termostaatti vaikuttaa. Termostaatit eivät myöskään anna ymmärrettävää palautetta käyttäjälle niin, että tämä tietäisi, että pyyntö on huomioitu ja järjestelmä on toteuttamassa sitä.

Ihmisillä ei ole myöskään realistista käsitystä siitä, mikä huonelämpötilan taso on viihtyisä. Tämä koskee erityisesti kesäaikaa, jolloin miellyttävän huonelämpötilan arvo on korkeampi kuin talvella, vaikka monet ajattelevat toisin.

Ihmiset käyttävät järjestelmiä hyvin passiivisesti. Suuri osa toimistojen sälekaihtimista on alhaalla jatkuvasti tai suurimman osan ajasta. Noin kolmasosaan sälekaihtimista ei kosketa ikinä. Valaistus on usein turhaan päällä. 60 prosenttia valoista on päällä kesäaikaan eurooppalaisissa toimistoissa erään tutkimuksen mukaan. Valot tyypillisesti näpsäytetään päälle huoneeseen saavuttaessa, mutta jätetään sammuttamatta luonnonvalon määrän lisäännyttyä. Valoja käytetään usein niin, että kaikki huoneen valot sytytetään, vaikka vähempikin valon määrä riittäisi.

Suuri osa tietokoneista on päällä jatkuvasti. Toimistoja koskevissa tutkimuksissa on todettu, että jopa 60 prosenttia tietokoneista jätetään yöksi päälle. Tähän annetaan monenlaisia selityksiä: koneen hidas käynnistyminen, sammuttamisen koettu hyödyttömyys, kulutuksen koettu pienuus, unohdus ja virheellinen käsitys, että sammuttaminen lyhentää koneen käyttöikää.

Ihmiset valitsevat helpoimman ja nopeimman. Käytös ei ole loogista, ennakoivaa tai pitkäjänteistä. On tyypillistä, että rakennuksen käyttäjä ei reagoi pieneen epäviihtyvyyteen, mutta sitten on jo kiire, kun niin kutsuttu epäviihtyvyyskriisi laukeaa. Tällöin olosuhteet tulee saada miellyttäviksi heti. Jos asetuksia muutetaan, ne tahtovat jäädä tähän asentoon seuraavaan epäviihtyvyyskriisiin asti.

Ihmisten käytöstä ei voi kuitenkaan pitää epärationaalisena. Kyse on pikemminkin siitä, että olosuhteet halutaan palauttaa viihtyisiksi mahdollisimman nopeasti ja helposti sen enempää miettimättä.

Käyttäytyminen on toki monista tekijöistä riippuvaa. Siihen vaikuttavat mm. rakennuksen tyyppi, henkilökohtaiset vaikutusmahdollisuudet, automaation läpinäkyvyys ja monimutkaisuus sekä kokemukset laitteiden käytöstä.

Onnistuuko motivointi?

On selvää, että ihmisten käyttäytyminen vaikuttaa merkittävästi rakennuksen energiankulutukseen. Erilaisia informaatiokampanjoita, joilla pyritään muokkaamaan käyttäytymistä, on järjestetty vaihtelevin tuloksin.

Olisi ihanteellista, jos ihmisille voitaisiin opettaa rakennusten toimintaperiaatteet. Tämä ei kuitenkaan ole realistista jo siitäkin syystä, että kiireiset toimistotyöntekijät tuskin innostuvat tällaisesta koulutuksesta. Monet talotekniset järjestelmät ovat varsin monimutkaisia, eikä toimintaperiaatteiden ymmärrystä voida asettaa käytön edellytykseksi. Kyllähän autoakin on mahdollista ajaa ilman sen toiminnan syvempää tuntemusta, kun hallintalaitteet ovat hyvät ja helposti ymmärrettävät. Rakennusten järjestelmien tulisi olla yhtä helppokäyttöiset, mutta tästä ollaan vielä kaukana.

Energian käyttöön liittyvän palautteen on koteja koskevissa tutkimuksissa todettu vähentävän energiankulutusta. Näiden tulosten ei voi olettaa pätevän toimistoympäristössä. Toimistotyöntekijät eivät ole motivoituneita säästämään energiaa samassa määrin kuin kotitaloudet. Tähän tietysti vaikuttaa se, että toimiston energiakustannuksia ei kaiveta omasta kukkarosta. Monet kokevat oman energiankäyttönsä merkityksettömän pieneksi, ja se on toki totta, että energiakustannukset ovat mitättömän pienet muihin työnteon kustannuksiin verrattuna.

Toimistotyöntekijät keskittyvät töihin liittyviin tehtäviin energian käytön pohtimisen sijaan. Ei ole helppo motivoida heitä säästämään energiaa, eikä varsinkaan aikaansaamaan merkittävää ja pysyvää vähennystä kulutukseen.

Robustit ratkaisut

Sen sijaan, että ihmisiä pyrittäisiin opastamaan rakennusten käyttöön ja motivoimaan heitä säästämään energiaa, voitaisiin lähteä toisenlaisesta ajattelusta. Voitaisiin pyrkiä siihen, että rakennukset olisivat mahdollisimman epäherkkiä käyttäytymiselle. Ihmisten käyttäytyminen ei siis vaikuttaisi merkittävästi kulutukseen, eikä epätarkoituksenmukainen käyttö juurikaan kasvattaisi kulutusta.

Tällaisia ratkaisuja kutsutaan englanninkielessä robusteiksi. Sanalle on vaikea löytää sopivaa suomennosta, mutta sillä viitataan tässä yhteydessä sellaisiin ratkaisuihin, jotka pienentävät käyttäjien vaikutusta energiankulutukseen. Tällaisia ratkaisuja ovat mm. läsnäolo-ohjattu valaistus ja muut läsnäolo-ohjatut toiminnot, erilaiset säteilysuojaimet ikkunoissa ja automaattisesti energiansäästötilaan menevät laitteet. Myös vähemmän energiaa kuluttavat ratkaisut, kuten LED-valaistus, voidaan lukea robusteiksi.

Robustien ratkaisujen vaikutusta energiankulutukseen tutkittiin VTT:llä simuloimalla toimistohuonetta ja laskemalla koko vuoden energiankulutus. Kokonaiskulutuksessa huomioitiin lämmitysenergia, jäähdytysenergia ja sähköenergia. Erilaisia käyttäytymismalleja luotiin kolme: välinpitämätön, normaali ja energiatietoinen. Kolmen eri käyttäytymistavan vaikutus kokonaiskulutukseen simuloitiin sekä normaaleilla että robusteilla ratkaisuilla. Simuloidut robustit ratkaisut olivat läsnäolo-ohjattu valaistus, ikkunan yläpuolinen varjostava lippa, vähemmän sähköä kuluttava valaistus (LED) ja kannettava tietokone pöytäkoneen sijaan.

Simuloinnit suoritettiin Suomen, Saksan ja Italian säätiedoilla. Tulokset osoittavat, että robustit ratkaisut säästävät energiaa kaikissa tapauksissa. Välinpitämättömän käyttäjän kulutus pienenee jopa neljäsosaan. Sähkönkulutuksen pieneneminen lisää lämmityksen tarvetta, mutta pienentää jäähdytyksen tarvetta jopa niin, että jäähdytysjärjestelmä voi jäädä tarpeettomaksi.

Suunnittelu ihmistä varten

Rakennusten järjestelmät ovat usein liian vaativia käyttää. Ne ovat monimutkaisia järjestelmiä, jotka eivät ole ”läpinäkyviä” ja helposti ymmärrettäviä, eikä niiden käyttöliittymiä ole suunniteltu käyttäjänäkökulmasta. Perusolettamus kuitenkin on, että käyttäjät osaavat käyttää rakennuksen järjestelmiä ja että he ovat motivoituneita säästämään energiaa ja aktiivisia toimissaan. Käyttäjät eivät kuitenkaan täytä näitä ehtoja, eivätkä usein käyttäydy tarkoituksenmukaisesti rakennuksen kannalta.

Käyttäjien moittiminen on kuitenkin väärä tie. En nostaisi sormea pystyyn. Käyttäjien opettaminen ja motivointi on toki suositeltavaa, mutta selvää on, että tavalliset käyttäjät eivät ole kovin innostuneita kuluttamaan paljoa arvokasta aikaansa rakennusten käytön opetteluun.

Ratkaisu on muualla ja erityisesti siinä, että suunnittelijoiden tulisi kyetä ymmärtämään rakennusten käyttäjien toimintaa ja ajatusmaailmaa – ja kehittää ratkaisut tältä pohjalta. Usein suunnittelijat ovat liian optimistisia rakennuksen käytön suhteen ja voivat jopa olettaa käyttäjät ikään kuin koneen osiksi, jotka toimivat ideaalisesti ja optimaalisesti. Todellisuudessa käyttäjät tarvitsevat pikemmin vapautta kuin vaatimuksia, varsinkin kun heiltä edellytetään tehokkuutta ja luovuutta työtehtävissään.

Seuraavat kolme periaatetta voisivat toimia ohjenuorina, kun tavoitteena on kehittää energiatehokkaita rakennuksia käyttäjien ehdoilla:

• Emme voi olettaa, että käyttäjillä olisi tarvittava tieto rakennuksen tarkoituksenmukaiseen käyttöön. Vaikka osalla heistä onkin riittävä osaaminen ja taito, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
• Emme voi olettaa, että käyttäjät ovat motivoituneita energiansäästöön (ainakaan työpaikalla). Jotkut ovat hyvinkin motivoituneita, mutta emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.
• Emme voi olettaa, että käyttäjät suorittavat aktiivisesti energiansäästötoimia. Vaikka osa heistä näin toimiikin, emme saa suunnitella ratkaisuja sen mukaan.

On siis tärkeää ymmärtää, että ihmiset eivät käyttäydy optimaalisesti rakennuksen kannalta. Ihmiset ovat ihmisiä ja rakennusten tulisi olla ihmisiä varten, eikä ihmisten rakennuksia varten. Energiatehokkuuden kannalta on tarpeen, että valitut ratkaisut pohjautuisivat realistiseen ihmiskäsitykseen.

Tämä tieteellinen artikkeli käsittelee aihetta laajemmin: Karjalainen, Sami. 2016. Should we design buildings that are less sensitive to occupant behaviour? A simulation study of effects of behaviour and design on office energy consumption. Energy Efficiency (accepted).

Teksti: Sami Karjalainen, tekniikan tohtori, erikoistutkija, VTT