Создание и проектирование умного здания

Применение цифровых технологий в проектировании и строительстве зданий не просто повышает точность решений на всех этапах до сдачи объекта, но также позволяет осуществить прогнозирование качества и удобства работы общедомовых систем на этапе их эксплуатации. Совместимые программные продукты и оборудование для умных зданий позволяют добиться экономической выгоды, повышения энергоэффективности и улучшения пользовательского опыта жильцов.

Умные, интеллектуальные, автоматизированные

В ноябре 1992 г. появился термин "интеллектуальное здание" [1]. Постепенно он вошел в обиход, стал популярным, и уже к началу 2000-х развернулись ожесточенные дискуссии по поводу того, что можно называть интеллектуальным зданием. К 2015 г. обозначилась некая эволюция систем управления зданием [2] – от автоматизированных к умным зданиям, которые к 2015 г. развились до когнитивных зданий. Понятие автоматизированного здания не только изменяло свое название, но дополнялось новым содержанием.

Сегодня полностью автоматизированные здания включают следующие составляющие [3]:

в) эффективные операции на основе прогнозируемого использования жильцами.

Эти составляющие определяют структуру зданий и возможные улучшения, которых можно достигнуть, используя имеющиеся данные. Предлагаемая структура обладает следующими преимуществами:

• нет привязки к поставщику на уровне инфраструктуры и программного обеспечения;
• открывает экосистему непрерывных инноваций;
• улучшенный пользовательский интерфейс для всех заинтересованных сторон;
• возможность создания зданий, которые управляются данными и полезными знаниями, с помощью гибкой и простой в адаптации среды.
• возможность создания уникальных условий на рабочем месте, достигая при этом целей и задач ESG (ESG – экологическое, социально ориентированное, прозрачное корпоративное управление).

Энергоэффективность через цифру

Использование систем автоматизации зданий вызвано необходимостью решать такие первоочередные задачи, как снижение выбросов СО2, энергопотерь в зданиях, снижение количества техногенных катастроф, а также создание здоровой среды в зданиях, где мы проводим около 90% времени [4].

На сегодняшний день можно отметить наличие двух направлений, по которым идет развитие, позволяющее решать указанные задачи, – это цифровизация и электрификация. По последним данным, количество подключенных устройств IoT уже на порядок превышает количество отдельных пользователей. Объем больших данных за последние четыре года возрос в пять раз, а расходы на ИИ за последние пять лет увеличились в шесть раз.

Агентство Bloomberg сообщает, что к 2050 г. половина электроэнергии будет производиться за счет солнечной и ветровой энергии, причем потребление электроэнергии удвоится [5]; 30% транспортных средств к 2040 г. станут электрическими. Приведенные данные можно оценить как качественный скачок в подходе к повышению эффективности и качества поддержания параметров среды в современных зданиях.

Энергоэффективность оценивается на протяжении всего жизненного цикла здания. Реализация такого подхода позволяет выявить разницу реального энергопотребления объекта с энергопотреблением, рассчитанным на этапе проектирования. Уменьшить этот разрыв позволяют современные технологии, способные не только собирать данные от датчиков объекта, но и использовать данные об их локации, данные с доступных сайтов, архивные данные. Массив собранной информации подвергается анализу и обработке с использованием технологий больших данных, позволяющих осуществлять превентивное управление инженерными сетями зданий с использованием технологий ИИ. Происходит глубокая конвергенция и интеграция инженерных и информационных технологий, обеспечивающих новые возможности умных зданий. Это позволяет пользователям взаимодействовать со зданием через приложения, что в конечном итоге повышает производительность труда при снижении энергозатрат.

Управление инженерными системами здания с использованием больших объемов информации и технологий их обработки с помощью ИИ позволяет решить современные задачи создания здоровой среды в помещениях оптимальными средствами, обеспечивающими высокую энергоэффективность.

Практике создания умных зданий

В России подобный подход к созданию современных объектов представлен рядом компаний. Как правило, решения этих компаний охватывают не весь спектр рассмотренных выше задач, а отдельные направления, характерные для реализованных ими объектов. Например, работа с большими объемами подключаемых устройств, квартир, домов и жилых комплексов привела к разработке собственной платформы для умных зданий и созданию единой цифровой среды зданий [6].

Одним из основных трендов реализованных проектов выступает цифровизация, повышающая качество эксплуатации систем здания и, как следствие, услуг управляющей компании. В качестве инструментов могут выступать голосовое управление и приложения, в частности самообучающийся цифровой помощник. В части мониторинга инженерных систем есть примеры реализации автоматического формирования заявок при обнаружении неисправностей.

Список литературы

1. SYSTIMAX R. Honeywell // AT&T. 1992.
2. IBM Research & IBM Watson IoT // IBM. 2015.
3. Smart Buildings Show // October 2022 ExCel London. bGrid. Building data for all.
4. Joseph G. Allen // Healthy Buildings Program // Harvard University. 2019.
5. Global Energy Perspective //McKinsey. 2019.
6. Саммит Iridi 2023. Ujin. Доклад: "Тренды и перспективы цифровизации новостроек. Открытая облачная интеграционная платформа".

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 2/2023

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Фото: oaq.com