Zdaj so stavbe pregrešno energetsko potratne in ogljične, pametne niso – EOL 147

Kako lahko z digitalizacijo oziroma pametnimi stavbami zmanjšamo vpliv stavb na okolje, predvsem pa izpuste TPG?

Stavbe na globalni ravni porabijo kar 40 % primarne energije. Po nekaterih ocenah je kar 75 % te energije porabljene neučinkovito ali po nepotrebnem. Na primer, grejemo in osvetljujemo prostore, ki tega ne potrebujejo. Poraba energije v stavbah se bo le še povečevala. Do leta 2050 naj bi na Zemlji živelo skoraj 10 milijard ljudi, 70 % jih bo najverjetneje živelo v mestih, v stavbah bodo preživljali več kot 90 % svojega časa. S pametnimi stavbami lahko storimo ogromno za dosego večje energetske učinkovitosti, ki je pomemben vzvod tako za nižanje stroškov kot zmanjšanje izpustov CO₂.

Digitalizacija je torej prava pot?

Kot navajajo nedavne raziskave, naj bi izboljšave zaradi digitalizacije in medsebojne povezanosti zmanjšale ekološki odtis stavbe kar do 80 % v primerjavi s povprečno stavbo. Stavba je lahko namreč pametna že od samega začetka, vse od faze snovanja. Lastnikom s svojimi podatki omogoča pametno upravljanje. Učijo se iz preteklih izkušenj in se prilagajajo potrebam uporabnikom. Zares pametne stavbe pa lahko energijo tudi proizvajajo. Lahko bi postale shranjevalnik energije in bi odvečno energijo omrežja shranjevale v obliki toplote, hkrati pa bi tudi komunicirale s širšo soseščino in omrežjem. Stavbe s fotovoltaičnimi strehami, na primer, so v položaju, da komunicirajo s pametnimi omrežji in izpogajajo prodajo odvečne oz. nakup potrebne energije.

Katere novosti na gradbenem področju pri opremi objektov, tudi industrijskih, lahko pospešijo trajnostno gradnjo v Sloveniji? Dobri primeri praks?

V zadnjih stotih letih se je, kar zadeva načrtovanje in gradnjo stavb, spremenilo zelo malo. Učinkovitost gradbeništva je že desetletja praktično enaka, medtem ko so nekatere druge panoge dosegle izjemno povečanje. Učinkovitost v industriji se je v zadnjih 30-ih letih skoraj potrojila. Digitalizacija ponuja izjemne priložnosti. Stavbe namreč govorijo. Zaradi digitalizacije in interneta stvari vsak sistem in vse komponente v stavbi ustvarjajo ogromno količino podatkov. Te podatke lahko zbiramo in analiziramo ter tako ustvarjamo stavbe, ki se nenehno učijo in prilagajajo. So varnejše in učinkovitejše, seveda pa tudi udobnejše.

V celotnem življenjskem ciklu stavbe?

Seveda. Vse od idejne zasnove stavbe do njenega delovanja in razgradnje. Gradbeniki lahko gradijo digitalne dvojčke. Popolnoma digitalna reprezentacija fizične stavbe združuje statične in dinamične podatke iz več virov v tridimenzionalni virtualni model. Z zagotavljanjem razumevanja, kako stavba deluje v realnem času, pomaga operaterjem narediti takojšnje prilagoditve, ki izboljšajo učinkovitost. Digitalni dvojček tako na primer v fazi načrtovanja omogoča analizo učinka dodatnih vrat ali okna – tako v kontekstu varnosti in različnih scenarijev za evakuacijo kot v kontekstu učinka na ogrevanje in hlajenje. Na daljši rok lahko s pomočjo podatkov o uporabi in delovanju stavbe, ki jih dobijo iz teh digitalnih dvojčkov, arhitekti in projektanti dobijo pomembne smernice za izboljšavo načrtov stavb prihodnosti.

Nekaj praks že imamo?

Zagotovo je zgled, kaj stavbe danes že omogočajo, prenovljeni CO₂ nevtralni sedež Siemensove operativne enote Smart Infrastructure v Švici. Je eden prvih Siemensovih gradbenih projektov, ki je uporabil BIM-a (building information modeling). Osnovan je na digitalnem dvojčku. Ta je med drugim simuliral potek gradbenega projekta in uporabljal podatke, da je meril in izboljševal procese. Digitalni podatki, ki so bili ustvarjeni z BIM, so omogočili celo virtualne oglede gradbišča s pomočjo VR očal. Odkar je prenovljeni sedež sredi leta 2018 odprl svoja vrata, BIM podatke uporabljamo za vzdrževanje stavbe. Nasploh je odličen primer, kaj stavbe omogočajo z BIM.

Še kakšen primer?

Kaj vse lahko dosežemo na področju energetske učinkovitosti, nam prikazuje tudi projekt dunajske soseske Aspern, kjer ustrezne koncepte preizkušamo že od leta 2013. V prvi fazi projekta smo v omrežje povezali in raziskovali toplotno samozadostni stanovanjski objekt ter izobraževalni kampus z vrtcem in osnovno šolo ter študentskim domom. Na voljo so aplikacije za nadzor trenutne obremenitve omrežja, učinkovitejšo uporabo omrežja ter avtomatsko zaznavanje, kako so različni senzorji v omrežju povezani. V drugi fazi projekta bo ASCR obseg podatkov dopolnil z dodatno poslovno stavbo, ki ima digitalnega dvojčka. Raziskovalni cilj do leta 2023 je nadaljnje zniževanje stroškov obratovanja za samo stavbo in omrežno infrastrukturo, na primer s pomočjo napovednega vzdrževanja. Pri tem naj bi podatki o stavbi iz digitalnega dvojčka postali središčna točka, ki povezuje podatke, uporabnike in specifične načine uporabe. Na tej podlagi razvite rešitve naj bi se v večji meri konfigurirale same in bile enostavne za uporabo.

Stavbe, v katerih delamo, ali pa objekti, v katerih imamo nameščeno opremo, stroje, proizvodne linije …, so polne informacij. Katere informacije so temeljne, da lahko vzpostavimo digitalni model, ki bo omogočil oblikovanje, gradnjo in vzdrževanje objekta v celotnem življenjskem obdobju?

Pametne stavbe generirajo veliko informacij in za najboljši rezultat bi bilo potrebno vključiti podatke iz vseh segmentov stavbe. Ti velepodatki pa zahtevajo inteligentno oceno in analizo, da lahko generirajo pomembne operativne in ekonomske vpoglede ter trende in vzorce obnašanja uporabnikov. V že omenjenem primeru sedeža Siemens Smart Infrastructure v Švici je po celotnem kampusu razporejenih 12.000 povezanih podatkovnih točk – 6.500 jih je v poslovni stavbi, 5.500 pa v tovarni. Te podatkovne točke na primer povedo, kakšna je temperatura v sobi, ali gre za napako v ožičenju ali gre za blokado klimatske naprave … Podatke pa moramo povezati v omrežje oz. bolje, v stavbni internet stvari. Tega sestavlja nekaj osnovnih gradnikov: potrebujemo senzorje, ki zajemajo podatke, aktuatorje, ki uporabijo podatke, in analitike za oblikovanje odziva; omrežne standarde, ki omogočajo prenos podatkov; aplikacijske platforme, ki nudijo jezik za komunikacijo; ter shranjevanje podatkov in analitiko, ki tvori možgane sistema ter funkcionalnosti, ki so potrebne za avtomatizacijo.

Eno izmed področij v industriji so gotovo rešitve za podatkovne centre, ki postajajo digitalna hrbtenica vsakega podjetja ali tovarne. Katere rešitve so to?

Za podatkovne centre nudimo integralni koncept rešitve tehnične opreme, ki vključuje varnostne sisteme, kot so: protipožarni sistem, sistem za avtomatsko gašenje, protivlom in pristopno kontrolo ter sisteme za avtomatizacijo – nadzor temperature, vlage, energetski management ter upravljanje na daljavo. Vse te sisteme lahko med seboj povežemo in zagotovimo njihovo interoperabilnost. Posebej bi želel izpostaviti izredno zanesljive sisteme zaznavanja požara, kar je ključno pri učinkovitem zagotavljanju protipožarne zaščite, in sistem z avtomatskim gašenjem s plini, ki požar pogasijo praktično brez škode na opremi.

Koliko je v Sloveniji že uveljavljen model BIM in ali lahko govorimo o slovenskem digitalnem modelu zgradbe?

V Sloveniji imam že kar nekaj objektov, ki so bili sprojektirani in zgrajeni na osnovi načrtovanja v BIM-u. Kar nekaj investitorjev se je odločilo za to pot. Tudi poznavanje orodja pri projektantih je na solidni ravni. Precej slabše pa je z uporabo BIM orodja za upravljanje stavb. Kolikor vem, se je nekaj podjetij in upravnikov vendarle odločilo in pričelo tudi z implementacijo takšnega upravljanja. Manjka pa vsekakor zakonska regulativa. Zakonska obveza uporabe BIM orodij za javne razpise (kar je praksa v nekaterih drugih državah) bi povečala transparentnost in nedorečenost projektov, znižala stroške gradnje, skrajšala čas gradnje in, kar je najbolj pomembno, tudi znižala stroške uporabe stavbe, ki predstavljajo do 80 % vseh stroškov v življenjskem ciklu stavbe.

Digitalna transformacija še zdaleč ni končana. Kakšne bodo stavbe prihodnosti? Kaj mislite s povezovanjem stavb v prihodnosti?

Smo v vznemirljivem obdobju. Stavbe prihodnosti si bodo prizadevale za nadaljnje izboljšanje uporabniške izkušnje, zmanjšano porabo energije in okoljskega odtisa ter za nadzor stroškov delovanja. Z vidika novega energetskega sistema oz. ustvarjanja pametnega ekosistema, »okolja, ki mu je mar«, pa je izredno pomembno povezovanje stavb, energetske in prometne infrastrukture in njihovo medsebojno komuniciranje ter analitika podatkov.

Katere trende trajnostnega razvoja in pametnega upravljanja stavb napovedujete pri Siemensu?

Čeprav je pametnih stavb danes le zelo majhen delež, se bo to zelo hitro in pomembno spremenilo – ne le zaradi okoljskih zahtev, temveč ali predvsem tudi zaradi ekonomskega vidika oz. prihrankov, ki jih pametne stavbe prinašajo. Pomembne prihranke lahko dosežemo že tako, da zagotavljamo razsvetljavo, toploto in hlajenje le tistim delom stavbe, ki to potrebujejo. Do 50 % energije, ki jo povprečna stavba porabi, gre v nič za nepotrebno razsvetljavo in HVAC storitve. Z omogočanjem prediktivnega namesto reaktivnega vzdrževanja lahko pametne stavbe njihovim upravljavcem znatno zmanjšajo stroške. Interakcija med stavbami in njihovimi uporabniki je zagotovo trend, ki bo pridobival na pomenu. Prizadevamo si doseči nezavedno interakcijo, v kateri se stavba odziva intuitivno, uporabniki pa z digitalno stavbo sploh nimajo neposrednega opravka.