Smarte bygninger står over for udfordringer, men har masser af potentiale

Vi hører ofte ordet "smart" anvendt på dagligdags genstande:smartphones, smart tv, smarte apparater - og nu, smarte bygninger.

Ideen om den smarte bygning er stadig ung. Der er ingen accepteret definition endnu, men et af de bedste eksempler, der illustrerer konceptet, er beboercentrisk kontrol (OCC). Dette indebærer at bruge data indsamlet fra beboere, indeklimaet og udeklimaet for at optimere beboerkomfort og kontrol og energieffektivitet.

Bygningens kritiske funktioner - belysning, opvarmning, AC, vinduesgardiner og så videre - ville blive drevet af et kontrolsystem, der lærer informationer som mønstre i rummet, let brug og temperaturjustering. For bygninger med snesevis eller hundredvis af beboere, dette kan have vidtrækkende virkninger på de samlede energiomkostninger.

Imidlertid, mens konceptet med den smarte bygning er spændende for arkitekter og ingeniører, den er endnu ikke blevet bredt set i en rigtig bygning. Der har været forskning, eksperimenter og simuleringer, men generelt har implementeringen af ​​OCC -princippet været uproblematisk og inkonsekvent.

I et nyt papir offentliggjort i tidsskriftet Bygning og miljø , Mohamed Ouf ser på casestudier i den eksisterende OCC -forskning og vurderer vejen frem. Papiret blev skrevet sammen med June Young Park ved University of Texas i Austin og kolleger ved Carleton University, ETH Zürich og Syddansk Universitet.

"Vi scannede litteraturen for relevant arbejde, der er udført om dette emne, og analyserede dens forskellige attributter i detaljer, "siger Ouf, en adjunkt i Institut for Bygning, Civil- og miljøteknik på Gina Cody School of Engineering and Computer Science.

"Vi indså, at meget få forskere faktisk har været i stand til at implementere disse kontrolmetoder i rigtige bygninger af mange logistiske årsager."

Ouf er også et af seks medlemmer af Concordias nye tværfaglige Smart, Forskningsteam for bæredygtige og modstandsdygtige fællesskaber og byer, som har til formål at komme med løsninger til at skabe mere bæredygtig, tilgængelige og inkluderende byrum. Holdet, ledet af Canada Excellence in Research Chair (CERC) Ursula Eicker, bliver officielt introduceret tirsdag, 12. november kl. på Concordias 4. Rum.

Opbygning af feltets fundament

Som Ouf og hans kolleger påpeger, forskning inden for OCC er stadig relativt sparsom. De identificerede 120 publikationer om emnet, men kun 42 undersøgelser omfattede feltimplementering. De fleste er konceptuelle undersøgelser eller simuleringer. Alle skævt mod nordamerikanske eller europæiske standarder og mod akademiske bygninger eller kontorbygninger.

Forskerne identificerede yderligere adskillige udfordringer, som OCC -implementering står over for baseret på deres gennemgang af den eksisterende forskning.

Feltets nyhed betyder, at der stadig ikke er nogen aftalt definition af, hvad udtrykket overhovedet betyder. Prioriterer kontrolmetoden belægningsmønstre? Eller fokuserer det på beboeradfærd og deres interaktioner med bygningssystemer? Hvor meget fysisk kontrol skal en beboer have i en automatiseret bygning? Hvilke metrik - komfort eller energieffektivitet - prioriteres, hvis enten?

Sekund, OCC's afhængighed af data betyder, at alvorlige teknologiske og privatlivsspørgsmål skal løses. Den nuværende forskning undgår stort set undersøgelser af sammenkobling mellem forskellige indendørs miljøer, så en helhedsopbygning, som vil være nødvendig efterhånden som feltet skrider frem, vil kræve betydelig netværk og softwareudvikling. Såvel, der skal træffes foranstaltninger for at sikre, at passagerernes data er sikre.

I betragtning af alle disse muligheder for yderligere undersøgelser, Ouf siger, at han er optimistisk omkring OCCs fremtid.

"Hele denne niche med beboercentriske kontroller er stadig meget ny og giver spændende muligheder for at kombinere fremskridt inden for datavidenskab og kunstig intelligens med bygningsteknik, " han siger.

"Heldigvis, Jeg etablerer i øjeblikket et laboratorium på Concordia for at implementere og eksperimentere med OCC i et rigtigt bygningsmiljø. Vi vil have fire kontorer, der er stærkt instrumentaliseret med sensorer og aktuatorer til at analysere beboernes komfort og interaktioner med bygningssystemer. Vi vil også udvikle nye kontrolalgoritmer med det mål at forbedre energieffektivitet og komfort. "