Przyszłość inteligentnych budynków będzie kształtować IoT
| Gospodarka Mikrokontrolery i IoTInternet Rzeczy już dawno przestał być jedynie koncepcją - niemal codziennie wchodzimy w interakcję z urządzeniami IoT, takimi jak elektronika noszona, inteligentne stacje pogodowe czy systemy kierowania ruchem. Systemy automatyki coraz częściej znajdują się również w mieszkaniach, biurowcach czy sklepach, gdzie odpowiednio zintegrowane ze sobą mogą tworzyć tzw. inteligentny budynek.
Aby móc prawidłowo zdefiniować, czym jest inteligentny budynek, należy najpierw odróżnić go od takiej wersji domu. Na ten drugi składają się jedynie systemy IoT wykorzystywane w pojedynczym gospodarstwie domowym na potrzeby jego mieszkańców. Podczas gdy sensory inteligentnego domu zintegrowane są ze sobą w jeden system, nie są połączone z innymi sąsiadującymi domami. W przeciwieństwie do inteligentnych domów, inteligentne budynki to budynki niemieszkalne, takie jak kompleksy biurowe, centra handlowe i hotele. Do tej kategorii można zaliczyć również duże apartamentowce składające się z wielu mieszkań, z pominięciem jednak samej części mieszkalnej. Dzięki sieci czujników inteligentny budynek jest w stanie zbierać wszystkie niezbędne dla profilu działalności informacje oraz podejmować zautomatyzowane decyzje mające na celu maksymalne zoptymalizowanie jego operacji.
Konieczność optymalizacji zasobów energetycznych
W przyszłości coraz więcej ludzi będzie mieszkało w aglomeracjach. Zgodnie z prognozami ONZ do końca 2022 roku będzie to aż 56% światowej populacji. W samej Unii Europejskiej budynki odpowiadają za 40% zużycia energii i 36% emisji CO2. Oznacza to konieczność znacznie rozsądniejszej gospodarki zasobami niż obecnie, która w połączeniu z innowacjami w elektronice w oczywisty sposób prowadzi do inteligentnych budynków.
Inteligentne budynki, poza generowaniem znacznych oszczędności w eksploatacji, mają wyraźny wpływ na środowisko. Pozwalają one na oszczędność energii elektrycznej aż o 40%. Według szacunków Unii Europejskiej, aż 30% dwutlenku węgla wydostającego się do atmosfery pochodzi z budynków innych niż mieszkalne, zastosowanie automatyki w tego typu budowlach pozwala na ograniczenie emisji aż do 80%, a w przyszłości zakładane jest uzyskanie zerowej emisji.
Z czego składa się inteligentny budynek?
Systemy sprawiające, że o danym budynku można mówić jako o inteligentnym, można podzielić na następujące kategorie:
Systemy bezpieczeństwa
W tej kategorii znajdują się nie tylko systemy chroniące przed nieautoryzowanym dostępem, takie jak wejścia otwierane na karty chipowe, wykrywacze ruchu czy monitoringi audiowizualne, ale również systemy przeciwpożarowe, czujniki gazów czy nawet czujniki drgań tektonicznych w krajach narażonych na trzęsienia ziemi. Dzięki integracji z pozostałymi czujnikami inteligentnego domu, systemy takie są w stanie podejmować działania niemożliwe dla ich tradycyjnych odpowiedników, takie jak odcięcie automatycznymi drzwiami całej kondygnacji w wypadku włamania lub automatyczne poinformowanie odpowiednich służb, ile osób znajduje się w danym miejscu budynku w sytuacji awaryjnej.
Systemy wentylacyjno-grzewcze (HVAC)
Inteligentny dom powinien być wyposażony w inteligentne systemy grzewcze, pozwalające dobierać temperaturę w pomieszczeniach automatycznie na podstawie parametrów takich jak liczba osób znajdujących się w pomieszczeniu oraz temperatura na zewnątrz budynku. Dzięki zastosowaniu sensorów pozwala on również na prawidłową gospodarkę energią poprzez czynności takie jak wyłączanie ogrzewania w pustych pomieszczeniach czy automatyczne otwieranie okien, kiedy temperatura na zewnątrz pozwala na wychłodzenie budynku zamiast używania klimatyzatorów.
Systemy elektryczno-energetyczne
Inteligentne systemy elektryczne pozwalają na dopasowanie profilu energetycznego budynku do realnego zapotrzebowania, poprzez czynności takie jak wyłączanie zbędnych urządzeń w momentach, kiedy nie są użytkowane. Umożliwiają one również dostarczanie energii ze źródeł odnawialnych, takich jak m.in. panele fotowoltaiczne, przełączając się na tradycyjną sieć energetyczną tylko w momentach zwiększonego zapotrzebowania.
Systemy hydrauliczne
Dzięki zastosowaniu sensorów inteligentne budynki są na bieżąco w stanie monitorować zużycie wody oraz automatycznie wykrywać awarie, takie jak przerwy w dostawie wody czy przecieki. Systemy te umożliwiają również znacznie większą kontrolę nad podgrzewaniem wody, co przekłada się bezpośrednio na oszczędności w kosztach eksploatacyjnych budynku.
Ewolucja inteligentnych budynków
Inteligentne budynki są w dalszym ciągu względnie nową technologią, a co za tym idzie - stale ewoluującą. Obecnie większość z nich opiera się na połączeniu systemu czujników z kontrolerem zarządzającym (BMS) umożliwiającym sterowanie wybranymi parametrami. Rozwiązanie to pozwala jedynie na kontrolę i regulację pojedynczych parametrów ręcznie lub częściowo automatycznie (korekcja temperatury na podstawie odczytów czujnika, zapalenie światła na podstawie wykrycia ruchu). Następnym krokiem w rozwoju inteligentnych budynków jest połączenie wszystkich systemów w jedną zintegrowaną aplikację, pozwalającą na jednoczesne zarządzanie wieloma parametrami w sposób automatyczny, na podstawie bieżących wydarzeń.
Naturalnym dalszym obszarem rozwoju inteligentnych budynków jest wykorzystanie sztucznej inteligencji. Zgodnie z ankietą przeprowadzoną przez firmę analityczną Ombia, 77% zarządców zapisuje wszystkie zgromadzone przez sensory dane, ale jedynie 68% z nich wykorzystuje je do poprawy wydajności. Sztuczna inteligencja może stać się w tej dziedzinie podobnie kluczowym czynnikiem, jakim stała się w platformach e-commerce czy w marketingu - na podstawie dostarczonych danych będzie ona w stanie utworzyć personalizowane profile, w tym przypadku zarówno dla całego budynku, jak i dla przebywających w nim osób, pozwalające na możliwie najwydajniejsze zarządzanie systemami.
Rynek inteligentnych budynków
Obecnie wartość rynku inteligentnych budynków szacuje się na ponad 60 mld dolarów. Zdecydowaną większość - 75% - stanowią sensory i fizyczne urządzenia wykorzystywane w tego typu systemach. Za pozostałą część rynku odpowiadają platformy zarządzające (BMS), z czego 10% stanowią aplikacje oparte na sztucznej inteligencji.
Zdaniem analityków z Markets and Markets skumulowany roczny wskaźnik wzrostu rynku inteligentnych budynków na lata 2019-2024 wyniesie 11,7%, co pozwoli osiągnąć wartość ponad 100 mld dolarów do końca 2024 r. (PM)
