Hrbtenica pametne stavbe

Hrbtenica pametne stavbe

Pametne stavbe imajo številne prednosti. A kako lahko v luči hitrega razvoja zagotovimo, da stavba ne bo tehnološko zastarala, ampak se bo lahko tudi v prihodnosti prilagajala vedno novim zahtevam? Ključ se skriva v aplikaciji Building Twin.

Iz revije Hi!tech 1/21, junij 2021

Digitalizacija nam omogoča izvedbo pametnih stavb, ki razumejo svojo okolico in se odzivajo na potrebe uporabnika. Ključ je seveda v podatkih. Množici podatkov. "Če smo se prej trudili povezati nekaj ducat podatkovnih točk v stavbi, je sedaj takih točk deset tisoč, včasih celo sto tisoč, njihovo število pa samo še narašča", pravi Andrea Hofmann, produktni vodja za Building Twin pri Siemensu.

 

Z ustreznim zajemom podatkov lahko vedno bolj natančno določimo, kaj se dogaja v določeni stavbi. Tehnične naprave v stavbi, elektro instalacije ter na tisoče senzorjev stalno zajemajo podatke, na primer o stanju sistemov ter o pogojih, ki vladajo v stavbi. To znanje se lahko uporabi za namene varčevanja z energijo, optimizacijo ambientalnih pogojev v prostorih ali za povečanje varnosti. Vendar pa je možno še več kot to: "Verjamemo, da bodo v nekaj letih stavbe imele to sposobnost, da se same prilagajajo potrebam človeka", pravi Andrea Hofmann.

 

Ena od težav, ki so še do pred kratkim ovirale doseganje tega cilja, je ta, da stavba ne sestoji zgolj iz tehničnih naprav, strojev in senzorjev, ki nam dajejo podatke, ampak tudi iz zidov, fasade ter določene strukture prostorov. Prostori sami so tudi bolj ali manj individualno opremljeni. Stavba je torej predvsem fizično telo in ne zgolj sosledje enk in ničel. Veliko vprašanje se torej glasi, kako take informacije prevesti v jezik, ki ga govorijo tudi senzorji in aktuatorji. Kako jih prevesti v jezik, ki ga razumejo stroji?

V aplikaciji Building Twin, digitalnemu dvojčku stavbe, so shranjene podrobne informacije o stavbi.

Digitalni modeli stavb

Že okoli deset let se nove stavbe načrtujejo večinoma v digitalnem okolju. S pomočjo informacijskega modeliranja stavb (BIM modeliranje) lahko ustvarimo digitalne modele stavb, ki so nato osnova za digitalnega dvojčka načrtovane stavbe. Ta nato omogoča izvedbo celostnega načrtovanja in optimizacije stavbe, še preden se položi temeljni kamen za njeno gradnjo. Takšen digitalni model v idealnem primeru vsebuje vse podatke o statiki stavbe, na primer dimenzije prostorov ter natančen položaj vrat, oken, napeljav, pa tudi naprav in senzorjev.

 

Toda ali je s tem rešen problem strojne berljivosti? Da in ne. Uporaba BMI modeliranja pri načrtovanju in gradnji stavb dejansko pomeni visoko dodano vrednost, vendar pa so ti digitalni modeli optimizirani zgolj za potrebe načrtovanja in gradnje stavb. "Če želimo imeti digitalnega dvojčka, ki je primeren tudi za optimizacijo delovanja stavbe, potrebujemo drugačne informacije iz drugih virov, in sicer v strojno berljivi obliki", pravi Andrea Hofmann. Po njenih besedah bi morali investitorji in graditelji v prihodnje zagotoviti, da se že v fazi načrtovanja upošteva, kdaj bo digitalni dvojček igral pomembno vlogo tudi v fazi obratovanja zgrajene stavbe.

 

Za to obstajajo številni dobri razlogi. "Če gledamo celotni življenjski cikel neke stavbe, potem 80 % stroškov nastane pri njenem obratovanju. Tu je torej prostor za največ prihrankov", pravi Andrea Hofmann.

 

Da bi izkoristil ta potencial, je Siemens z aplikacijo Building Twin nadaljeval razvoj ideje digitalnega dvojčka stavbe ter jo pripeljal do faze delovanja. Cilj te ideje je bila digitalna predstavitev stavbe, ki povezuje dinamične podatke, na primer iz tehničnih naprav stavbe, s statičnimi strukturnimi podatki. "Aplikacija Building Twin predstavlja most med arhitekturo, postavitvijo naprav in senzorjev v stavbi ter podatki, ki jih le-ti proizvajajo", pove Andrea Hofmann.

Aplikacija Building Twin predstavlja most med arhitekturo, postavitvijo naprav in senzorjev v stavbi ter podatki, ki jih le-ti proizvajajo.
Andrea Hofmann, produktni vodja za Building Twin pri Siemensu

Natančno določanje virov napak

Kombinacija statičnih in dinamičnih podatkov omogoča številne nove načine uporabe. Tako lahko programi za upravljanje stavb (ang. Facility Manager) sedaj ne "samo" zaznajo, da je prišlo do napake, ampak tudi natančno določijo njen vir v stavbi in na zaslonu ponudijo tudi njeno analizo. To občutno pospeši odpravljanje napak ter omogoča boljše napovedno vzdrževanje.

 

Ne samo, da pametna stavba ve, koliko ljudi se nahaja v njej, ampak tudi, v katerih prostorih se ti nahajajo. To postavlja uporabnike te stavbe v središče pozornosti, saj je omogočeno natančno prilagajanje razsvetljave, gretja in hlajenja glede na njihove skupne potrebe, po želji pa tudi glede na osebne potrebe posameznika.

 

Z analizo podatkov o uporabi prostorov v določenem časovnem obdobju na primer lahko izvemo, ali obstajajo območja v stavbi, ki so redko v uporabi. Te podatke nato lahko vključimo v načrtovanje obdobnega čiščenja stavbe ali pa jih uporabimo kot povod, da nepriljubljene površine opremimo drugače oziroma jih uporabimo za druge namene.

 

To so seveda samo primeri. Bistvo aplikacije Building Twin je, da se podatki lahko uporabijo glede na potrebe. "Kateri podatki se povezujejo in kako, je vedno odvisno od primera uporabe oziroma od koristi, ki naj bi iz tega nastala", pravi Andrea Hofmann. S tem je zagotovljena odprtost in perspektivnost te ideje, saj omogoča razvoj novih aplikacij glede na potrebe in z obvladljivimi stroški.

 

Jasno pa je, da je potencial aplikacije Building Twin v celoti izkoriščen le tedaj, ko se vsi podatki o stavbi shranjujejo na enem mestu. S tem Building Twin hkrati postane tudi osrednja podatkovna baza, v kateri so na voljo vse informacije, ki so se doslej shranjevale v različnih podatkovnih bazah glede na njihovo specifično uporabo ter so bile različno vzdrževane. Aplikacija Building Twin tako postane "edini vir resnice" oziroma zanesljiv vir vseh informacij o stavbi, s tem pa tudi hrbtenica pametnih stavb prihodnosti.