Aalto yliopiston Älyrakennusten tohtorikoulu on poikkitieteellinen koulutusohjelma, jolla on erityisen kiinteät suhteet alan yrityksiin ja poikkeuksellisen aktiivinen tutkimustoiminta. STEKin ja muiden alan järjestöjen rahoituksen avulla perustetulla tohtorikoululla halutaan varmistaa huipputason älyrakentamisen opintokokonaisuus Suomessa.

Uusiutuvan energian lisääminen sähköntuotannon kokonaispaletissa vaatii sopeutumiskykyä niin sähköntuotannolta ja sähköverkolta kuin sähkön kulutukseltakin. Niin kauan kuin sähkön varastointia ei ole riittävässä mittakaavassa ratkaistu, täytyy sähkön kulutuksen jollain tavalla joustaa. Rakennuskannan ilmastovaikutus on merkittävä, ja isossa roolissa kulutuksen sopeuttamisessa ovat älykkäät ja energiatehokkaat rakennukset, jotka optimoivat käyttömukavuuden mahdollisimman pienellä energiankulutuksella minimoiden samalla ilmastovaikutuksen.

Älyrakennuksessa voi olla sekä käyttäjälle näkyvää että näkymätöntä. Valaistus, lämmitys, ilmastointi ja kulunohjaus ovat ilmeisiä älykkäitä ominaisuuksia, mutta talotekniikka, automaatio ja muut käyttäjälle näkymättömät ohjausjärjestelmät ovat myös älyrakennusten ydintä. Älyrakennukset ovat tavalla tai toisella yhteydessä ympäristöönsä, ja siksi esimerkiksi rakennuksen sähköverkon kuormanhallintaan ja kulutuspiikkien tasaamiseen tarvitaan älyä.

Älykäs rakentaminen vaatii monialaista osaamista

Aalto yliopistossa Sähkötekniikan ja automaation laitoksella on vuodesta 2021 toiminut älyrakentamisen asiantuntijoita kouluttava Älyrakennusten tohtorikoulu. Kokonaisuus on poikkitieteellinen, ja pitää sisällään osaamista perinteisimmistä rakentamisen osa-alueista kuten sähköautomaatiosta, LVI- ja rakennustekniikasta, kuitenkaan tietotekniikkaa, robotiikkaa, digitalisaatiota, kiinteistöjohtamista, ja etenkään käyttäjälähtöisyyttä unohtamatta.

Tohtorikoulun erityispiirteenä poikkitieteellisyyden ohella on henkilökunnan rakenne ja läheinen suhde toimialan yrityksiin. Tohtorikoulu koostuu kolmesta työelämäprofessorista – Heikki Ihasalo, Jaakko Ketomäki, Kenneth John Dooley – sekä noin kahdeksasta jatko-opiskelijasta. Ryhmässä on lisäksi post-doc tutkija sekä vaihteleva määrä tutkimusapulaisia ja diplomityöntekijöitä. Professorien tavoin myös osa jatko-opiskelijoista työskentelee osa-aikaisesti alan yrityksissä. Suhde älykkään rakentamisen toimialaan on kiinteä. Rahoittajina on alan järjestöjen ohella alan teollisuutta Toimialan yrityksiä on vierailevien luennoitsijoiden ja yritysvierailujen kautta kytketty opetukseen jo kanditasosta alkaen.

Tiivis yhteys toimialaan aktivoi tutkimustyötä

Älyrakennukset ovat ajankohtainen ja helposti lähestyttävä aihe, joka kiinnostaa Aallon perusopintojenkin opiskelijoita kiitettävästi. Aihepiiriä esittelevälle Intelligent buildings –johdantokurssille osallistuu vuosittain noin 50 opiskelijaa. Älyrakennuksiin liittyvät kurssit ovat herättäneet myös paljon kiinnostusta kansainvälisesti. Kiinnostus näkyy myös lukuisina kanditöinä.

Tohtorikoulun saaman joustavan rahoituksen etuna on professori Ketomäen mukaan mahdollisuus suunnata resursseja pitkäjänteisesti opetuksen kehittämiseen. Hanke- tai projektirahoituksessa keskitytään aina väistämättä tarkasti ennalta määrättyihin tavoitteisiin, mutta väljemmin määritelty rahoitus antaa varaa tarveharkinnalle – muun muassa sen miettimiseen, miten koulutusohjelman opetuskokonaisuus saadaan toimialan tarpeita vastaavaksi. Konkreettisena esimerkkinä viime vuosilta hän mainitsee kehittämisen, jota on tapahtunut sähköasennusten opetuksessa.

Toinen merkittävä pitkäkestoisen rahoituksen hyöty on Ketomäen mukaan ennustettavuus. Kun jatko-opinnot kestävät keskimäärin neljä vuotta, on tärkeää että rahoitus on olemassa koko opintojen ajan. Rahoituksella mahdollistetaan siten myös vilkas tutkimustoiminta, ja älyrakennusten tohtorikoulu onkin Aallon aktiivisimpia tutkimusohjelmia.

– Pitkäaikainen rahoitus ja sen väljä viitekehys antavat mahdollisuuden kehittää yliopiston kursseja. Jatko-opiskelijoille se tarkoittaa vapautta kurssien toteuttamisessa, Ketomäki sanoo. – Opetukseen on mahdollista tuoda mukaan ajankohtaisuutta myös tutkimuksellisesta näkökulmasta.

Jatko-opiskelijoiden työskentely alan yrityksissä tuo hyötyjä myös yrityksille: ne kuulevat uusimmasta tutkitusta tiedosta, ja jatko-opiskelijat puolestaan syötteitä ja ideoita uusiksi tutkimusprojekteiksi. Tutkimusprojektien kautta osaamista siirtyy myös perusopetukseen.

Rahoitus mahdollistaa yhteiskunnallinen vaikuttaminen

Professori Heikki Ihasalo näkee STEKin rahoituksen laajentavan mahdollisuuksia myös yhteiskunnalliseen vaikuttamiseen. Rakennusten energiatehokkuusdirektiivin uudistumiseen liittyvään regulaatioon vaikuttaminen, sen ennakoiminen ja siihen sopeutuminen on tärkeää Suomen erityislaatuisuudenkin takia. Älyrakentaminen Suomessa on maailmanluokan kehityksen etunenässä, vaikka vaativat ilmasto-olosuhteet asettavat rakentamiselle erityishaasteita.

Aalto-yliopisto osallistui aktiivisesti rakennusten älykkyyttä kuvaavan SRI-älyvalmiusindikaattorin suunnitteluun yhteistyössä ympäristöministeriön kanssa ja on ollut mukana nyt kun indikaaattoria nyt testataan erilaisten rakennusten arviointiin. Suunnittelun ja testauksen avulla varmistetaan, että indikaattori soveltuu myös Suomen ja muiden pohjoismaiden olosuhteisiin.

Pitkän tähtäimen joustavaa rahoitusta

Aalto yliopiston viisivuotinen Älykäs talotekniikka ja älyrakennukset – hanke saa Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK ry:ltä vuosittain 180.000 euroa, jatkaen STEKin aiempaa rahoitusta Aalto yliopistolle.

STEK teki ensimmäisen lahjoituksen Aalto yliopistolle jo vuonna 2011, ja osallistui Aallon yksityiseen rahoitukseen kertaluontoisella 800.000 euron lahjoituksella. Vuosina 2016-2021 STEKin tuki jatkui 100.000 euron suuruisena vuosittaisena projektirahoituksena, jolla osaltaan mahdollistettiin sähkötekniikan laitoksen professuuri. Kun projektirahoituskausi lähestyi loppuaan, alkoi kypsyä ajatus älyrakennusten tohtorikoulusta.

– STEKin tavoitteena on toimia mahdollistajana ja katalyyttina uusille avauksille, tarjota tutkimuslaitokselle vapausasteita niin opetuksen kehittämiseen kuin uusien tutkimushankkeidenkin löytämiseen, toimitusjohtaja Timo Kekkonen sanoo. – Aallon aktiivinen tohtorikoulu on hyvä esimerkki toiminnasta, jonka rahoittamiseen alalla on vankka tuki.

Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK ry:n suurin vuosittainen tuki kohdentuu energia- ja sähköalan korkeakouluopetukseen ja tutkimukseen. Monivuotisia oppilaitoshankkeita on käynnissä LUT-yliopiston, Aalto-yliopiston, Tampereen yliopiston ja Tampereen ammattikorkeakoulun sekä Metropolia Ammattikorkeakoulun kanssa.

Tampereen ammattikorkeakoulun ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteishanke sai 750 000€ rahoituksen vuosille 2023 – 2027. Monivuotinen yhteistyöhanke ”Sector Integration and Electric Decade” jatkaa ja syventää vuosina 2018-2022 toteutetun ”Tulevaisuuden kaupunkiympäristöjen energiaratkaisut” -hankkeen teemoja ja siinä aloitettuja toimintamalleja. Keskeisenä aihealueena hankeyhteistyössä ovat vihreän siirtymän ja energiamurroksen vaikutukset sähköenergiajärjestelmän ratkaisuihin ja sähkön käyttöön.

STEK haluaa monivuotisella rahoituksella edistää tulevaisuuden ratkaisujen edellyttämän osaamisen vahvistamista ja kehittämällä myös opetusta alasta tulee yhä kiinnostavampi vaihtoehto opintoalaansa pohtiville nuorille. – Tampereen yliopiston ja Tampereen ammattikorkeakoulun välinen yhteistyö on päättyvän hankkeen aikani tuottanut merkittäviä tuloksia, joita on voitu käyttää opetuksessa ja tutkimuksessa ja joita myös hankkeeseen osallistuvat ovat voineet toiminnassaan hyödyntää. Päättyvän hankkeen jatkoksi suunniteltu hakemus perustuu vahvoihin näyttöihin ja samalla se hyödyntää osallistujien näkemyksellisyyden tulevaisuuden haasteista ja niiden ratkaisemiseksi tarvittavasta tietopohjasta, STEKin toimitusjohtaja Timo Kekkonen sanoo.

Yhteistyöhankkeen tavoitteena on edelleen kehittää sähköenergiaratkaisujen kokonaisuuteen liittyvää monialaista koulutusta ja osaamista sekä tieteellistä ja käytäntöön soveltavaa tutkimus- ja kehitystoimintaa, tehdä yhteistoiminnallisesti aloitteita, ja toimia aktiivisina osapuolina alaan liittyvässä yhteiskunnallisessa asiantuntija- ja osallistumistyössä. Hanke osaltaan vahvistaa energia-alueen tutkimuksen ja opetuksen kehittämistä Tampereen korkeakouluyhteisössä.

Hankeyhteistyössä integraatio ilmenee monipuolisesti. Jo itse aihe, sähköistyvä energiajärjestelmä, ilmentää sektori-integraatiota lämmityksen, liikenteen ja teollisuuden prosessien sähköistyessä. Hankeosapuolet tiivistävät entisestään korkeakouluyhteistyötä yliopiston ja ammattikorkeakoulun välillä sekä myös 2.asteen koulutuksen kanssa. Energiamurros myös edellyttää energiajärjestelmän ja rakennetun ympäristön muutoksien keskinäisvaikutusten tunnistamista ja monialaisuuden vahvistamista tutkimushankkeiden kehittämisessä.

Vastuuhenkilöinä toimivat professori Pertti Järventausta Tampereen yliopistosta ja yliopettaja Pirkko Harsia sekä lehtori Kari Kallioharju Tampereen ammattikorkeakoulusta.

Lisätietoja:

lehtori Kari Kallioharju, TAMK, kari.kallioharju(at)tamk.fi

professori Pertti Järventausta, Tampereen yliopisto, pertti.jarventausta(at)tuni.fi

yliopettaja Pirkko Harsia, Tampereen yliopisto, pirkko.harsia(at)tuni.fi

Mitä vihreä siirtymä edellyttää sähköjärjestelmältämme tulevaisuudessa? Entä miten se vaikuttaa sähkön käyttöön? Muun muassa näihin kysymyksiin haetaan vastauksia Tampereen ammattikorkeakoulun (TAMK) ja Tampereen yliopiston (TAU) yhteistyöhankkeessa Sector Integration and Electric Decade.

Viisivuotinen hanke on saanut 750 000 € rahoituksen STEK ry:ltä, joka toimi myös edeltäneen Tulevaisuuden kaupunkiympäristöjen energiaratkaisut -hankkeen rahoittajana. Se jatkaa ja syventää samoja teemoja ja toimintamalleja keskittyen erityisesti vihreän siirtymän ja energiamurroksen vaikutuksiin.

Professori Pertti Järventausta Tampereen yliopistosta on yksi yhteishankeen vastuuhenkilöistä. Hänen mukaansa hankkeella on iso merkitys, koska se mahdollistaa monipuolisen yhteistyön ammattikorkeakoulun ja yliopiston välillä sekä tutkimuksessa ja koulutuksessa että yhteiskunnallisessa osallistumisessa ja vaikuttamisessa.

Sektori-integraatio haltuun osaamisia yhdistämällä

Keskeinen teema on energiamurrokseen liittyvä sektori-integraatio, jota osapuolten keskenään erilaiset profiilit tukevat hyvin. Tampereen ammattikorkeakoulun talotekniikan ja siihen liittyvien paikallisten energiaratkaisujen osaaminen yhdistyy yliopiston sähköenergiajärjestelmän ja sähkömarkkinoiden osaamiseen. Tämä luo erinomaiset edellytykset sektori-integraation edistämiselle.

– Osallistujat saavat uutta tietoa ja ymmärrystä energiamurrokseen liittyvistä kysymyksistä. Näitä voi hyödyntää käytännön tasolla esimerkiksi kiinteistöjen energiaratkaisujen suunnittelussa ja urakointipalveluissa. Ne usein unohtuvat, kun maalataan isoa kuvaa energiajärjestelmän tulevaisuudesta, Järventausta sanoo.

– Varmistamme tulosten laajan hyödyntämisen aktiivisella yhteistyöllä eri sidosryhmien kanssa sekä monipuolisella julkaisutoiminnalla eri foorumeilla ja mediassa. Lisäksi tuomme tutkimustuloksia tueksi päätöksentekoon ja säädösten uudistamiseen.

Oppimisympäristön kehittämistä uusille osaajille

Keskeistä hankkeessa on tutkinto- ja täydennyskoulutusten kehittäminen uuden osaamisen ja osaajien kasvattamiseksi energiamurroksen tekijöiksi.

STEKin toimitusjohtaja Timo Kekkonen näkee, että energiajärjestelmän sähköistyminen ja sektori-integraatio muuttavat rakennettua ympäristöämme jopa ennakoitua nopeammin. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia, joihin tarttuminen vaatii monipuolista osaamispohjaa ja huippuluokan tekijöitä.

Hänen mukaansa nyt käynnistyvä hanke on siitä osuva esimerkki. Aiemman hankkeen tuottama tietopohja ja tulokset ovat erinomainen lähtökohta, ja työtä jatketaan korkeakoulujen yhteistyönä.

– Tuemme jatkuvasti korkeakoulujen opetuksen kehittämistä ja tutkimustoimintaa. Näin haluamme osaltamme uudistaa sitä oppimisympäristöä, jossa kasvaa uusia osaajia, Kekkonen sanoo.

STEK ry:n merkittävin tuki kohdentuu energia- ja sähköalan korkeakouluopetukseen ja tutkimukseen. Monivuotisia hankkeita on käynnissä Tampereen lisäksi LUT-yliopiston, Aalto-yliopiston ja Metropolia Ammattikorkeakoulun kanssa.

STEK ry
– jäsenet yhdistyksiä
– rahoittaa mm. korkeakouluopetuksen kehittämistä ja tutkimusta
– tukee lasten ja nuorten tutustumista sähkön ja energian mahdollisuuksiin
– vuosittainen budjetti noin 2,7 miljoonaa
– toiminta rahoitetaan varallisuuden tuotoilla