Wie künstliche Intelligenz intelligente Gebäude umweltfreundlicher und nachhaltiger machen kann

Während CIOs und andere Führungskräfte nach Möglichkeiten suchen, Nachhaltigkeitsinitiativen auszuweiten, wächst das Bewusstsein, dass diese Initiativen nicht an den vier Wänden eines Rechenzentrums oder Bürogebäudes enden dürfen. Heutige Strukturen können Hunderttausende Komponenten enthalten, die Energie verbrauchen und den CO2-Fußabdruck eines Unternehmens erhöhen.

Tatsächlich verbrauchen Gebäude laut dem World Resources Institute ein Drittel der weltweiten Energie und verursachen ein Viertel der Treibhausgasemissionen (THG). Darüber hinaus konzentrieren sich Unternehmens- und IT-Führungskräfte häufig ausschließlich auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit von Rechenzentren und den Kauf umweltfreundlicherer Computersysteme. Sie übersehen jedoch wichtige Möglichkeiten, wie Technologie unseren CO2-Fußabdruck reduzieren kann.

„Es besteht ein wachsendes Bewusstsein dafür, dass Gebäude und Arbeitsbereiche ein wichtiger Bestandteil von Nachhaltigkeitsplänen sind“, sagte Bryon Carlock, nationaler Leiter der Immobilienpraxis beim Beratungsunternehmen PwC. „Das Verständnis und die Steuerung des Energieverbrauchs und des eingebetteten Kohlenstoffs in Gebäuden spielt eine wichtige Rolle bei der Begrenzung der CO2-Emissionen der Bereiche 1 und 2.“ Analysesoftware, künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML), 3D-Druck und mehr – ermöglichen den Bau und die Nachrüstung von Bürogebäuden, Rechenzentren, Fabriken, Hotels und anderen Strukturen, um maximale Nachhaltigkeit zu unterstützen.

Carlock sagte: „Technologie kann jetzt die Art und Weise verändern, wie wir Energiesysteme in Gebäuden bauen und verwalten. Wir sind in der Lage, enorme Verbesserungen bei der Energienutzung und der allgemeinen Nachhaltigkeit voranzutreiben.“ Grüne Gebäudewartung

Es gibt einen deutlichen Wandel im Denken über die Rolle der IT bei der Förderung der Nachhaltigkeit in Gebäuden. Mitverantwortlich für diesen Trend sind Umwelt-, Sozial- und Governance-Initiativen (ESG), aber es ist auch klar, dass der „grüne“ Idealismus zur pragmatischen Realität wird. Die Besorgnis über den Klimawandel wächst und es wächst das Bewusstsein, dass intelligente Gebäude erhebliche Kosteneinsparungen ermöglichen können. Glücklicherweise sind Sensoren und Systeme, die früher schwierig zu installieren, zu verwalten und zu verwenden waren, viel einfacher und leistungsfähiger geworden.

Jennifer Layke, Global Director of Energy am World Resources Institute, sagte: „In der Vergangenheit gab es nicht viel Impuls, Veränderungen zu unterstützen, obwohl Veränderungen allgemein als eine gute Sache angesehen wurden.“ und das Denken sind jetzt viel vorteilhafter.“

Tatsächlich hat PwC herausgefunden, dass 82 % der leitenden Manager den Klimawandel und die CO2-Reduzierung als Top-Themen bei der Entwicklung und dem Kauf von Immobilien ansehen. Während neue kohlenstoffarme Betone und nachhaltigere Baumaterialien eine Schlüsselrolle für den Fortschritt spielen, liegen die größten Fortschritte in der Integration von Technologie mit physischer Infrastruktur und Analysesystemen, die Muster erkennen und Wege für Verbesserungen identifizieren können, sagte Carlock.

„Die Konvergenz digitaler Technologien, einschließlich des Internets der Dinge, verändert die Spielregeln“, sagte Gunnar Hubbard, Leiter Nachhaltigkeit und globaler Praxisleiter beim Ingenieurbüro Thornton Tomasetti. „Intelligente Technologien wirken sich darauf aus, wie Strukturen gebaut und genutzt werden.“ CIOs, CTOs und andere müssen auch verstehen, wie man alternative Energiequellen wie Wind und Sonne integriert und gleichzeitig Software und Systeme zur Integration unterschiedlicher Komponenten einsetzt Daten Das Zentrum befindet sich noch in einem Hochhaus.

Vorgefertigte und 3D-gedruckte Systeme können den CO2-Fußabdruck weiter reduzieren. Das kanadische Unternehmen DIRTT beispielsweise entwickelt vorgefertigte, maßgeschneiderte Systeme, die kaum oder gar keinen Bau vor Ort erfordern. Die modularen Komponenten – die recycelte Materialien enthalten und Bewegungssensoren und andere Technologien umfassen – werden einfach in ein Büro oder einen Produktionsraum gerollt und dort aufgestellt. Das Unternehmen gibt an, dass seine Lösung den Energieverbrauch um durchschnittlich 12 % und den gesamten Fußabdruck um 25 % senken kann.

Die mit Abstand größten Zuwächse gibt es jedoch im Bereich Energiemonitoring. „Da herkömmliche HVAC-Systeme digitale und IoT-Fähigkeiten gewinnen, wird es möglich, Einblicke in Gebäude und Räume zu gewinnen und den Energieverbrauch auf neue Weise zu verstehen“, sagte Carlock. GE, Honeywell, Johnson Controls und andere führen Systeme ein, die große Datenmengen verarbeiten und mithilfe maschinellen Lernens kontinuierlich Anpassungen vornehmen können.

„Wir sehen, dass in Böden, Wänden und Decken integrierte Bildverarbeitungs-, Wärmesensoren und andere Geräte die Belegungslast eines Bodens oder sogar eines Teils eines Bodens ermitteln und Beleuchtung, Heizung oder Kühlung in Echtzeit anpassen können. „Wenn diese Systeme mit anderen intelligenten Technologien wie elektrochromen Fenstern (oft als intelligentes Glas bezeichnet, das sich an die Außen- und Innenbedingungen anpasst) kombiniert werden, kann die Klimatisierung weiter optimiert werden.

Wie Datenanalysen zum nachhaltigen Bauen beitragen können

Es überrascht nicht, dass Analysen der Klebstoff sind, der alles zusammenhält. Immer ausgefeiltere Steuerungen und Software können nicht nur HLK- und andere digitale Systeme verwalten, sondern auch Einblicke in Trends liefern und die Informationen in ESG-Software und Datenerfassungsrahmen einspeisen. Beispielsweise verknüpft und synchronisiert eine Gebäudeanalyseplattform des britischen Softwareunternehmens CIM Gebäudeintelligenzsysteme, maschinelles Lernen und andere Datenpunkte, um den Energiemix anzuzeigen, die tatsächliche Leistung anhand von Zielen zu messen und Betriebskostensenkungen (OPEX) zu verstehen. Darüber hinaus passt das System beim Erlernen von Mustern das System automatisch an, um den Komfort zu maximieren und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck zu minimieren.

Andere Analyseplattformen wie Envizi von IBM können die Energieeffizienz verfolgen, einschließlich des Vergleichs erneuerbarer Anlagen mit herkömmlichen Energieformen, einer detaillierten HVAC-Leistung und einer allgemeinen Nachhaltigkeitsanalyse. Viele Lösungen umfassen detaillierte Dashboards und Berichte und stellen eine Verbindung zu ESG- und Nachhaltigkeitsberichtssystemen her. Einige bieten auch erweiterte Modellierung, Simulation und sogar digitale Zwillinge.

In einem Bericht der Vereinten Nationen, dem Global State of Construction Report 2020, heißt es, dass es mit der heutigen Technologie möglich ist, in der Bauindustrie Netto-CO2-Emissionen von Null zu erreichen. In dem Bericht heißt es außerdem, dass Innovationen und Verbesserungen bis 2030 zu einer Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs um 40 % führen könnten. Allerdings ist eine schnellere und umfassendere Einführung erforderlich. Um den Energiebedarf zu senken und Gebäude weiter zu optimieren, sind außerdem bessere Messsysteme, eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien sowie ein stärkerer Einsatz von Analytik und maschinellem Lernen erforderlich.

Carlock von PwC glaubt, dass es nicht einfach sein wird, immer ehrgeizigere Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, aber es ist machbar. CIOs, CTOs und andere müssen eine zentrale Rolle dabei spielen, die strategische Richtung festzulegen, Systeme und Software zu integrieren und sicherzustellen, dass Daten in all ihren Formen zu kontinuierlichen Nachhaltigkeitsgewinnen beitragen, sagte er. „Wir sehen immer mehr Veränderungen bei intelligenten Gebäuden“, schloss er. „Die Gestaltung und Leistung von Gebäuden ist ein wichtiger Teil des Nachhaltigkeitspuzzles.“

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