Wykorzystanie zaawansowanych technologii, w tym Internetu Rzeczy (IoT), znacząco przyczynia się do tworzenia budynków bardziej ekologicznych i zrównoważonych.
Obiekty wyposażone w rozwiązania IoT charakteryzują się mniejszym zużyciem energii, co pozwala osobom świadomym ekologicznie podejmować optymalne decyzje związane z ochroną środowiska.
Firma Deloitte, na podstawie przeprowadzonych badań, donosi, że region Azji i Pacyfiku wykazuje wzmożone zainteresowanie inwestycjami w projekty inteligentnych budynków. Zgodnie z Globalnymi trendami w zielonym budownictwie, do końca 2021 roku aż 60% realizowanych tam projektów budowlanych będzie miało charakter proekologiczny.
Trend ten wynika z postępującej urbanizacji i rosnącej potrzeby tworzenia zielonych i zrównoważonych przestrzeni. W najbliższej przyszłości można spodziewać się dalszego wzrostu liczby mieszkańców miast.
Dlaczego tak się dzieje? To proste.
Od czasu pojawienia się technologii i automatyzacji opartej na IoT, cała infrastruktura przeszła ogromną transformację. IoT, umożliwiając łączenie budynków przy relatywnie niskich kosztach, stał się jednym z najbardziej efektywnych rozwiązań.
Niestety, niektóre firmy wciąż postrzegają inwestycje w tego typu technologie jako niepotrzebne wydatki, ponieważ nie posiadają wiedzy, jak skutecznie wykorzystać ich potencjał.
Warto zatem przyjrzeć się temu zagadnieniu bliżej:
Czym właściwie jest Internet Rzeczy (IoT)?
Internet Rzeczy to rozległa sieć czujników, detektorów, urządzeń i różnorodnych narzędzi, które są w stanie przesyłać i odbierać dane.
Inaczej mówiąc, IoT to zbiór komputerów, maszyn mechanicznych i cyfrowych oraz innych urządzeń wzajemnie ze sobą powiązanych, które potrafią wymieniać dane bez bezpośredniej ingerencji człowieka.
Technologia IoT znajduje szerokie zastosowanie w wielu sektorach gospodarki, w tym w nowoczesnym budownictwie, gdzie pomaga obniżyć koszty, zwiększyć elastyczność i uprościć procesy konserwacyjne. Obecnie ma ona istotny wpływ na automatyzację i zasilanie inteligentnych budynków.
Zalety IoT w automatyzacji budynków obejmują między innymi efektywniejsze wykorzystanie energii, poprawę wydajności operacyjnej i możliwość prognozowania potrzeb w zakresie zasobów.
Ponadto, wpływa na rozwój planowania biznesowego, innowacyjność danych produkcyjnych obiektów.
Dlaczego tradycyjny System Zarządzania Budynkiem (BMS) nie jest już wystarczający?
Niezależnie od tego, jak ważne były tradycyjne systemy BMS, dynamiczne tempo zmian technologicznych sprawia, że stają się one coraz mniej adekwatne do współczesnych potrzeb.
W erze cyfrowej, przewodowe systemy automatyki budynkowej często nie są w stanie dostarczyć wystarczającej ilości danych o budynku w odpowiednim czasie.
Poza kilkoma termostatami, sterownikami i urządzeniami klimatyzacyjnymi (HVAC), większość tradycyjnych systemów BMS nie jest w stanie sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na czujniki zbierające szczegółowe informacje, ani implementować nowych funkcjonalności.
W konsekwencji, zmiany i wahania mikroklimatu w różnych częściach budynku często nie są uwzględniane w procesie regulacji ogrzewania i klimatyzacji.
W przypadku dużych obiektów, prowadzi to do znacznych strat energii. Ponadto, wiele starszych systemów BMS nie oferuje danych o zużyciu energii na poziomie niższym niż cały budynek.
Zatem, nawet w przypadku zidentyfikowania nieprawidłowości na poziomie obiektu, trudno jest precyzyjnie określić ich źródło.
Poza sterowaniem systemami HVAC i automatyką oświetlenia, w budynkach coraz częściej wykorzystuje się systemy bezpieczeństwa i ochrony przeciwpożarowej, które mają za zadanie zwiększyć ich funkcjonalność.
Wiele z tych systemów nie komunikuje się ani z innymi elementami obiektu, ani z centralnym systemem BMS. Co więcej, nawet przy zastosowaniu otwartych protokołów, zmiana lub rozbudowa infrastruktury okablowania jest kosztowna i czasochłonna, co znacznie utrudnia projekty integracji BMS.
Modernizacja infrastruktury okablowania, nawet w oparciu o otwarte protokoły, wiąże się ze znacznymi kosztami i pochłania dużo czasu.
Inteligentne budownictwo to przyszłość!
Popularność IoT gwałtownie wzrosła w ostatnich latach. Badania rynkowe wskazują, że obecnie w użyciu znajduje się około 7 miliardów urządzeń IoT.
Firmy zdają sobie sprawę, że IoT i sztuczna inteligencja mogą przyczynić się do obniżenia kosztów i poprawy wydajności operacyjnej, dlatego coraz chętniej wdrażają te technologie w swoich budynkach.
Według danych firmy Memoori Research, globalna wartość rynku IoT w budownictwie osiągnęła 34,8 miliarda dolarów do końca 2017 roku. Szacuje się, że do ostatniego kwartału 2022 roku wzrośnie do 84,2 miliarda dolarów. Wiele firm, dzięki wdrożeniu tych technologii, zredukowało zużycie energii o 30 do 50%.
Zarządcy obiektów mogą teraz skuteczniej reagować na zmiany w otoczeniu i przewidywać potencjalne zakłócenia, dzięki czemu systemy zarządzania budynkami stają się coraz bardziej inteligentne. W niedalekiej przyszłości będziemy świadkami powszechnej cyfryzacji budynków.
Jak IoT wspiera rozwój inteligentnego budownictwa?
Tradycyjny budynek zazwyczaj posiada podstawowy zestaw ustawień środowiskowych podłączonych do wewnętrznej sieci. Kontrolę sprawują czujniki (np. zawory grzewcze lub chłodzące) oraz urządzenia, które informują sieć o sposobie działania.
Systemy te łączą się z infrastrukturą IT budynku w celu udostępniania informacji lub ochrony przed cyberatakami. Integracja odbywa się zazwyczaj na wyższym poziomie lub z przodu sterowników i sieci.
W rezultacie, sieć automatyki budynkowej jest narażona na zagrożenia, ponieważ poziom IT nie zapewnia wystarczającego bezpieczeństwa. Z tego powodu wiele urządzeń nie jest podłączonych do sieci IT lub nie jest przez nią obsługiwana.
W tym miejscu na scenę wkraczają urządzenia IoT.
Urządzenia IoT
Urządzenia działające w oparciu o protokół IoT określa się jako urządzenia „z obsługą IoT”. Do ich połączenia z siecią wykorzystuje się interfejsy API MQ i REST.
Protokół ten gwarantuje, że system IoT i urządzenie zbierające dane „mówią tym samym językiem”.
Urządzenie komunikuje się zazwyczaj z centrami danych w chmurze. Połączenie aplikacji z centrum IoT przyspiesza proces udostępniania danych.
Umożliwia to również przekazywanie danych do wielu różnych procesów biznesowych.
Przykładowo, czujnik obecności, będący elementem systemu IoT, monitoruje wykorzystanie przestrzeni biurowej w obrębie danego kompleksu budynków.
Wpływ IoT na systemy automatyki budynkowej
W dziedzinie automatyzacji biznesu istnieje wiele czynników, które potwierdzają pozytywny wpływ IoT. Przeanalizujmy je.
Lepsze zrozumienie budynku
Systemy automatyki budynkowej (BAS) nie zawsze są w stanie na bieżąco śledzić trendów i optymalnie wykorzystywać dane z czujników. Dzięki dodaniu warstwy inteligencji opartej na chmurze obliczeniowej IoT, system BAS staje się bardziej efektywny.
System IoT gromadzi dane z istniejących systemów BAS, czujników IoT i niepodłączonych urządzeń, a następnie umieszcza je w chmurze.
Pulpity nawigacyjne prezentujące zaawansowane projekty, aktualizacje i informacje, które usprawniają podejmowanie zautomatyzowanych decyzji, są często określane mianem pulpitów czasu rzeczywistego. Internet Rzeczy (IoT) integruje systemy ERP, kontrolę zasobów i narzędzia analizy predykcyjnej.
Efektywność energetyczna
Mieszkańcy budynków o niskiej efektywności energetycznej często nieświadomie nadużywają lub marnują zasoby, co przekłada się na wyższe koszty eksploatacyjne. Natomiast zielone budynki dążą do ograniczenia marnotrawstwa i zapewnienia maksymalnej efektywności energetycznej.
Dzięki swojej inteligencji, technologia IoT automatycznie wyłącza niepotrzebne systemy w pomieszczeniach, które nie są aktualnie używane, co przekłada się na znaczne oszczędności energii.
W jaki sposób? Szczegółowe czujniki IoT, zainstalowane w konkretnych miejscach, na bieżąco monitorują wykorzystanie przestrzeni. Pozwala to zarządcom obiektów na optymalizację zużycia energii.
Komfort i utrzymanie najemców
Wdrożenie rozwiązań IoT w budynkach daje im przewagę konkurencyjną, co z kolei prowadzi do wyższych stawek czynszów, lepszych opinii mieszkańców i najemców, a także zwiększa ich retencję.
Dzięki IoT, budynki mogą optymalizować zużycie energii w zależności od sposobu poruszania się mieszkańców.
Systemy grzewcze i oświetleniowe mogą dostosowywać się do indywidualnych preferencji i odczuć użytkowników. W przyszłości, IoT ma szansę całkowicie zastąpić tradycyjne systemy BAS, co z pewnością przyczyni się do zwiększenia zadowolenia najemców i zachęci ich do długotrwałego korzystania z obiektu.
Skuteczny monitoring i wsparcie
Kluczowe dla prawidłowego funkcjonowania budynku jest zapewnienie optymalnej pracy jego podstawowej infrastruktury i natychmiastowe reagowanie na wszelkie problemy związane z obsługą klienta.
IoT dostarcza systemom budynku informacji niezbędnych do jego prawidłowego działania.
Dzięki IoT możliwe jest jednoczesne monitorowanie danych z czujników pochodzących z różnych źródeł, a tym samym zarządzanie wszystkimi aspektami funkcjonowania budynku z jednego miejsca.
Niezawodna łączność
Coraz częściej obserwuje się tendencję do łączenia budynków z Internetem Rzeczy (IoT). Równie często stosowana jest analiza i przewidywanie na poziomie systemu.
Firmy wykorzystują te rozwiązania do tworzenia narzędzi diagnostycznych dla przedsiębiorstw energetycznych i innych branż. Algorytmy sztucznej inteligencji, analizując dane z budynku, są w stanie rozwiązywać bardziej złożone problemy w newralgicznych obiektach instytucjonalnych.
Za pomocą algorytmów, które analizują dane z obiektu, operatorzy mogą szybko zidentyfikować ewentualne problemy. IoT dostarcza wizualizacje operacji w obiekcie, co ułatwia zadania personelu pomocniczego.
Polega to na analizowaniu ogromnych zbiorów danych, a także wykorzystywaniu technik uczenia maszynowego w celu identyfikacji wzorców, przewidywania problemów i ich proaktywnego rozwiązywania.
Efektywne zarządzanie odpadami
Dzięki inteligentnym pojemnikom na odpady, wyposażonym w czujniki monitorujące poziom ich napełnienia, zarządzanie odpadami staje się znacznie łatwiejsze. Informacje te są automatycznie przesyłane do sieci IoT, co umożliwia optymalizację harmonogramu odbioru odpadów.
Tradycyjny system gospodarowania odpadami ewoluuje w zintegrowany system oparty na danych w czasie rzeczywistym, co przekłada się na bardziej efektywne funkcjonowanie całego procesu.
Zwiększone bezpieczeństwo
Wprowadzenie automatyzacji do systemów budynku może potencjalnie stwarzać zagrożenie dla bezpieczeństwa. Na szczęście, systemy automatyki budynków oparte na IoT rozwijają się w szybkim tempie, umożliwiając jednoczesną poprawę bezpieczeństwa. Każdy czujnik i urządzenie są ze sobą połączone, tworząc sieć, która nieustannie monitoruje sytuację w budynku. W przypadku wykrycia nieprawidłowości, system natychmiast powiadamia odpowiednie służby.
Kompleksowe zarządzanie obiektem
Zastosowanie IoT w inteligentnej automatyzacji budynków wykracza daleko poza zwykłe sterowanie ogrzewaniem i oświetleniem.
Korzyści płynące z tych rozwiązań są znacznie szersze.
Czujniki bezprzewodowe zapewniają właścicielom obiektów szczegółowy wgląd w funkcjonowanie ich nieruchomości, pokazując jak pracują systemy zarządzania odpadami, systemy ochrony i bezpieczeństwa przeciwpożarowego.
Przykładowo, detektory wycieku wody mogą wcześnie ostrzegać o awariach rur, pozwalając na szybkie zamknięcie zaworu i uniknięcie poważnych uszkodzeń spowodowanych zalaniem.
Dane o temperaturze i wibracjach pochodzące z kluczowych elementów infrastruktury mogą zasygnalizować problemy, które wymagają natychmiastowej interwencji. W przypadku budynków starszych, czujniki mogą monitorować nachylenie, wibracje, powstawanie pęknięć.
Analiza danych o wilgotności i wykorzystanie zaawansowanych algorytmów analitycznych, pozwala na ocenę i monitorowanie integralności strukturalnej obiektu.
Zarządzanie jakością powietrza
Jakość powietrza w miejscu pracy ma bezpośredni wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo pracowników. Dlatego ważne jest jej monitorowanie. Czujniki IoT, monitorujące poziom CO2 i inne wskaźniki jakości powietrza, łączą budynek w sieć, która na bieżąco analizuje parametry w każdym jego zakątku.
IoT usprawnia również funkcjonowanie systemu BMS poprzez gromadzenie informacji o rozproszonych zasobach i różnych funkcjach budynku. Pozwala to zautomatyzować przepływy pracy i osiągnąć najwyższy poziom wydajności operacyjnej.
Redukcja kosztów
Budynki wyposażone w systemy IoT mogą monitorować zużycie energii i optymalizować swoje działania w celu generowania oszczędności.
IoT, łącząc wszystkie urządzenia w budynku, odgrywa kluczową rolę w optymalizacji procesów operacyjnych. Zbierane dane są nieustannie monitorowane przez system, co zapewnia ich dokładność i rzetelność.
Ponadto, wdrożenie IoT skraca czas potrzebny na rozwiązanie problemów z konserwacją, co przekłada się na oszczędności. Zdalne sterowanie i monitoring pozwalają na szybką identyfikację awarii i powiadomienie użytkowników o problemach z usługą, co znacząco poprawia jakość obsługi klienta.
Nowe sposoby generowania przychodów
Posiadanie dużej ilości danych z systemu IoT pozwala właścicielom nieruchomości na odkrywanie nowych, opartych na danych sposobów generowania przychodów.
Im więcej wiedzy o lokatorach, tym bardziej świadome decyzje można podejmować.
Wiedza o tym, w jaki sposób lokatorzy korzystają z narzędzi i przestrzeni biurowej, pozwala identyfikować problemy, udoskonalać plany najmu i zmieniać układ biura, dostosowując go do zmieniających się wzorców pracy.
Dane dotyczące liczby osób przebywających na danym piętrze w danym czasie, mogą pomóc najemcom sklepów w optymalizacji oferty w godzinach szczytu. Właściciele nieruchomości mogą również wykorzystać te dane do opracowania nowych, wartościowych usług.
Najważniejsze!
Precyzyjne projektowanie budynków wspomaga przyspieszenie procedur, usprawnia zarządzanie obiektem i zapewnia bezpieczeństwo użytkowników. Automatyzacja inteligentnego budynku rozpoczyna się od przemyślanego planu instalacji i konfiguracji technologii.
Nie należy oczekiwać natychmiastowych rezultatów. Najlepiej zacząć od wdrożenia jednego urządzenia lub jednostki na wybranym piętrze, stopniowo rozszerzając zakres wdrożenia. Na początku warto wybrać obszary, które zapewnią szybki zwrot z inwestycji, a następnie kontynuować wdrażanie kolejnych rozwiązań.
Na początek można zastosować zdalny czujnik, który łączy się z istniejącym licznikiem i przesyła dane. Stopniowe wdrażanie technologii IoT pozwoli pracownikom obiektu łatwiej przyzwyczaić się do nowej sytuacji i zrozumieć gromadzone dane.
Kolejny krok należy ocenić na podstawie analizy pozyskanych danych i celów, które chcemy osiągnąć. Wdrożenie IoT nie sprowadza się tylko do wyposażenia budynku w inteligentne urządzenia, ale przede wszystkim do stworzenia sieci wzajemnie połączonych elementów. Rozwiązaniem jest stopniowe budowanie warstw wiedzy i dokonywanie nowych odkryć.
Możemy monitorować dane na poziomie pojedynczych czujników w budynku, a także wykorzystać sztuczną inteligencję do analizy danych z wielu budynków jednocześnie.
Dzięki Internetowi Rzeczy funkcje BAS są nieustannie ulepszane, co przekłada się na większą efektywność energetyczną, lepszą interakcję z lokatorami i nowe możliwości rozwoju.
Warto również dowiedzieć się, jak zapobiegać problemom związanym z Internetem Rzeczy i jak zachować bezpieczeństwo w dobie cyfryzacji.