Materiał partnera
Ogólnoświatowy kryzys energetyczny
Według danych Komisji Europejskiej, budynki w UE generują około 40% zużycia energii i odpowiadają za 36% emisji gazów cieplarnianych. Ograniczanie negatywnych skutków zmian klimatycznych jest jednym z największych wyzwań gospodarczych w nadchodzących latach. Znaczącą rolę będzie odgrywał w tym względzie sektor budowlany, który cechuje wysoka emisyjność, związana zarówno z produkcją materiałów budowlanych, jak i późniejszą eksploatacją budynków. Biorąc pod uwagę niski poziom efektywności energetycznej istniejących budynków, dekarbonizacja zasobów budowlanych jest jednym z długoterminowych planów UE.
Decydenci polityczni w UE ogłosili dyrektywy mające na celu poprawę charakterystyki energetycznej budynków w Unii Europejskiej z uwzględnieniem warunków klimatycznych i lokalnych. Komisja Europejska ustaliła ramy metodologii porównawczej obliczania optymalnego poziomu kosztów dla wymagań dotyczących charakterystyki energetycznej. Nowe budynki od 2020 r. muszą spełniać minimalne standardy i powinny osiągnąć poziom niemal zerowego zużycia energii. W przypadku istniejących budynków poddawanych ważniejszym renowacjom należy poprawić ich charakterystykę energetyczną, spełniając obowiązujące wymogi, tak aby do 2050 r. stały się budynkami wysoce energooszczędnymi i niskoemisyjnymi.
Udział technologii cyfrowej w zarządzaniu energią
Sposobem na zmniejszenie zużycia energii i poprawę efektywności energetycznej budynków są zmiany technologiczne oraz cyfrowa transformacja – zarówno na etapie ich budowy, jak i eksploatacji. Projekty unijne zakładają opracowanie pakietu narzędzi cyfrowych, które wesprą efektywność energetyczną na etapie budowy i użytkowania czy termomodernizacji obiektów. Rozwiązania te umożliwią zarządzanie budynkami z wykorzystaniem systemów automatyki opartej na Internecie rzeczy (IoT), jak i wznoszenie inteligentnych budynków. Cyfryzacja może zmniejszyć całkowite zużycie energii w budynkach mieszkalnych i komercyjnych o około 10% do 2040 roku.
Dzieje się tak dzięki lepszemu wykorzystaniu danych wraz z bardziej zaawansowanymi technologiami komunikacyjnymi, które umożliwiają inteligentne zarządzanie i obsługę rozproszonych aktywów, takich jak odnawialne źródła energii, systemy wytwarzania i magazynowania energii
Rola technologii BIM
Narzędziem wspierającym cyfrową transformację w zarządzaniu energią budynków jest technologia BIM (Building Information Modelling), służąca do tworzenia cyfrowych modeli. Technologia BIM umożliwia dostęp online do bieżących informacji o projekcie i kosztach. W przypadku budynków istniejących technologia jest wykorzystywana do kreowania bliźniaków cyfrowych, tzw. Digital Twins, umożliwiających zarządzanie budynkiem z poziomu platformy sterującej zużyciem energii.
Przykładem unijnego projektu badawczo-rozwojowego mającego na celu optymalizację zużycia energii w budynku jest PRELUDE (Prescient building Operation utilizing Real Time data for Energy Dynamic Optimization). Jest to projekt finansowany z unijnego programu ramowego Horyzont 2020, wspierającego innowacje. W projekcie bierze udział 21 partnerów tworzących Konsorcjum z różnych krajów europejskich, a koordynatorem projektu jest Uniwersytet w Aalborgu z Danii. Projekt rozpoczął się w grudniu 2020 r. i potrwa do maja 2024 r. Firmy z Konsorcjum, wśród nich BLOK ARCHITEKCI, opracowują różne rozwiązania mające na celu optymalizację energii w budynkach na przykładzie kilku budynków pilotażowych z Europy (m.in. Kraków, Dania, Turyn, Genewa, Ateny).
Cele projektu
Projekt PRELUDE ma na celu poprawę wskaźnika inteligentności budynków, tzw. SRI (Smart Readiness Indicator) poprzez:
- Minimalizację zużycia energii; dzięki zastosowaniu technologii (modele dynamiczne, big data, analityka danych, analityka predykcyjna, sztuczna inteligencja);
- Inwestycję w odnawialne źródła energii, ich wykorzystanie i personalizację danych rozwiązań;
- Zmniejszenie śladu węglowego;
- Poprawę komfortu i jakości środowiska wewnętrznego;
- Rozwiązania IoT;
- Wszechstronność i możliwość powielania rozwiązań.
Będzie to możliwe dzięki połączeniu innowacyjnych, inteligentnych i nisko kosztowych rozwiązań oraz usługi optymalizacji proaktywnej.
Udział firmy BLOK ARCHITEKCI w projektach unijnych
Naszą działalność badawczo-rozwojową w kierunku efektywności energetycznej rozpoczęliśmy udziałem w projekcie PRELUDE, realizowanym w ramach programu Horyzont 2020, wspierającego innowacje. Pilotażowym obiektem poddanym testom jest istniejący budynek biurowy przy Ul. Szlak w Krakowie, wymagający modernizacji energetycznej.
W celu przeprowadzenia badań w ramach projektu, w budynku zainstalowaliśmy czujniki opomiarowania temperatury, wilgotności, jakości powietrza, czujniki obecności, czujniki otwarcia i zamknięcia okien i inteligentne głowice termostatyczne na grzejnikach. Wszystkie dane o budynku są na bieżąco monitorowane i zbierane. Uzyskane informacje są wykorzystane do oceny obecnej sytuacji energetycznej budynku i do stworzenia symulacji potencjalnych scenariuszy do optymalizacji energochłonności, także optymalizacji danych w czasie rzeczywistym. Celem projektu jest wykonanie cyfrowego bliźniaka budynku, tzw. Digital Twin, z wykorzystaniem technologii BIM. Dzięki zastosowaniu cyfrowych modeli 3D możliwe jest zarządzanie budynkiem z poziomu platformy sterującej zużyciem energii. Metodologia w przypadku różnych budynków może być powielana.
Obecnie bierzemy udział w kolejnych trzech projektach unijnych złożonych z początkiem września 2022, których rozpoczęcie planowane jest na drugi kwartał 2023 r. Udział w projektach unijnych wprowadził nas w nowy świat dotychczas nieznanego ekosystemu projektów badawczo-rozwojowych i innowacji. Jako architekci jesteśmy kreatywni, potrafimy tworzyć nowatorskie rozwiązania w zakresie wykorzystywania i łączenia innowacyjnych materiałów i technologii. Chcemy rozwijać się dalej w tym kierunku poprzez propagowanie świadomego projektowania oraz wdrażanie rozwiązań dążących do efektywności energetycznej budynków. Jako pracownia architektoniczna planujemy dalej rozwijać działalność badawczą wspierającą innowacje. Planujemy zająć się projektowaniem budynków, żywych laboratoriów stworzonych w metawersie, czyli wirtualnej przestrzeni 3D. Wykorzystując dobrze nam znaną technologię BIM możemy tworzyć cyfrowe bliźniaki budynków, służące dostawcom technologii do testów w świecie wirtualnym w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Praca odbywa się na idealnie skalibrowanych modelach, posiadających swoje rzeczywiste odzwierciedlenia. Według nas działalność badawczo-rozwojowa i szukanie nowych technologii może stać się kluczowe w rozwiązywaniu obecnych problemów kryzysu energetycznego.
