Varavoimaresurssien mitoitus ja käyttö opetusrakennuksissa

Abstract

Rakennusten katkottoman toiminnan varmistamiseksi on tärkeä huomioida käytettävissä olevat varavoimaresurssit. Varavoimajärjestelmien mitoituksessa ei yleisesti ole kannattavaa kattaa koko rakennuksen energiantarvetta varavoimakäytön aikana. Tästä syystä varavoimajärjestelmät tulee mitoittaa tarpeenmukaisesti ja varavoimaresurssien käyttö suunnitella huolellisesti. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää ja optimoida varavoimaresurssien käyttöä toiminnallisten tavoitteiden näkökulmasta syöttävän verkon katkotilanteessa. Mitoituksessa on huomioitava myös mahdolliset laajennukset ja järjestelmäkokonaisuuden muutosjoustavuus. Tutkimuksessa käsitellään opetusrakennusten sähköjärjestelmiä, joissa ei sähkökatkon aikaan pääsääntöisesti kohdistu käyttäjään välitöntä hengenvaaraa.

Tutkimusmenetelminä käytetään kirjallisuuskatsauksen lisäksi haastatteluita ja empiiristä analyysia lähivuosina toteutetuista opetusrakennusten varavoimajärjestelmistä. Tutkimuksen tuloksena odotetaan löydettävän ratkaisuja, joilla voidaan parantaa opetusrakennusten sähköjärjestelmien toimintavarmuutta ja varavoimajärjestelmien rakentamisen kustannustehokkuutta. Lisäksi tuloksena tarkoitus laatia tilaajaa varten varavoimajärjestelmien tavoitekartoitus hankkeen toteutussuunnittelun tueksi. Tavoitekartoituksen pohjalta voidaan laatia pohja varavoimatilanteen toimintaohjeille automaattisten järjestelmien lisäksi myös käyttäjän toimia vaativiin varavoimajärjestelmiin.

Tutkimuksen keskeisenä tuloksena havaittiin, että varavoimajärjestelmien onnistunut toteutus edellyttää tavoitteiden täsmällistä määrittelyä hankkeen alkuvaiheessa. Selkeästi määritellyt toiminnalliset tavoitteet ohjaavat mitoitusta ja järjestelmäratkaisujen valintaa siten, että myöhemmissä vaiheissa syntyvät epäselvyydet voidaan välttää. Tulosten perusteella hankkeen eri osapuolten jatkuva yhteistyö on tärkeää, sillä se vähentää riskiä tulkintaeroihin, tehostaa suunnitteluprosessia ja parantaa varavoimajärjestelmän elinkaaren aikaista käytettävyyttä.

To ensure the uninterrupted operation of buildings, it is important to take into account the available backup power resources. When sizing backup power systems, it is generally not effective to cover the entire building’s energy demand during backup operation. Backup power systems should be sized according to actual needs and the use of backup power resources should be carefully planned. The purpose of this study is to examine and optimize the use of backup power resources from the perspective of functional objectives during interruptions of the supply grid. Sizing must also consider potential expansions and the adaptability. The study focuses on the electrical systems of educational buildings, where users are not typically exposed to immediate life-threatening conditions during a power outage.

In addition to a literature review, the research methods include interviews and empirical analysis of backup power systems implemented in educational buildings in recent years. The expected outcome of the study is to identify solutions that can improve the operational reliability of electrical systems in educational buildings and enhance the cost-efficiency of constructing backup power systems. Furthermore, the study aims to produce a target specification for the client to support the project’s implementation design. Based on this specification, guidelines for operating under backup power conditions can be developed, covering both automatic systems and systems that require user intervention.

The key result of the study indicates that the successful implementation of backup power systems requires precise definition of objectives at the early stages of the project. Clearly defined functional objectives guide the sizing and selection of system solutions in a way that helps avoid ambiguities in later project phases. According to the findings, continuous cooperation among all project stakeholders is essential, as it reduces the risk of misinterpretations, enhances the design process, and improves the usability of the backup power system throughout its lifecycle.