Edifícios inteligentes de 2030 deverão operar melhor que os de hoje

À medida que a mudança para o trabalho remoto impulsionada pela pandemia derrubou o uso tradicional do escritório, surgiram novas oportunidades para redefinir como os edifícios de escritórios funcionam – e como eles podem funcionar de forma mais sustentável. Juntamente com as novas inovações tecnológicas, o interesse no setor aumentou, com o financiamento para empresas de tecnologia de construção inteligente atingindo US$ 2,3 bilhões em 2021.

Os edifícios de escritórios de 2030 estarão prontos para operar muito melhor do que os de hoje, tanto para os ocupantes quanto para seus gestores. À medida que a eficiência dos edifícios se torna cada vez mais crucial para alcançar uma rede elétrica limpa e econômica, novas tecnologias podem tornar os locais em que trabalhamos mais eficientes em termos de energia, mais seguros e mais saudáveis ​​para os ocupantes.

Um relatório recém publicado pela CB Insights cobre as principais tecnologias que moldam o edifício de escritórios da futuro, incluindo:
• As bombas de calor conectadas à IoT aumentam a eficiência e reduzem emissões;
• Usinas de energia virtuais oferecem um novo fluxo de receita;
• O vidro inteligente reduz as necessidades de controle de temperatura e aumenta privacidade;
• A ocupação assistida por IA e a tecnologia de segurança mantêm os ocupantes seguros;
• Gêmeos digitais ajudam no gerenciamento de instalações.

O problema

Em todo o mundo, o consumo e a economia de energia representam os principais desafios para todos os setores, principalmente nos setores industrial e doméstico. 

Atualmente, a urbanização está aumentando rapidamente, principalmente nos países desenvolvidos, levando a uma alta demanda por consumo de energia. De acordo com a Agência Internacional de Energia, de 1971 a 2014, o consumo mundial de energia cresceu 92%. Cerca de 80% da energia global é consumida pelos aglomerados urbanos, dos quais o consumo total de energia dos edifícios representa 40%.

A eficiência energética em edifícios é vital para o meio ambiente e a sustentabilidade global. Portanto, o consumo e a economia de energia são uma grande preocupação para o nosso tempo atual, e a gestão de energia baseada na Internet das coisas (IoT) de edifícios inteligentes é um tópico particularmente importante.

Aprofundando o uso da IoT

A automação predial e os sistemas automatizados de controle predial não são novidade. Já falamos muito a respeito aqui. Proprietários, operadores e gerentes de instalações há muito se beneficiam das eficiências operacionais e de custo da automação de infraestrutura, como segurança, iluminação, aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e muito mais. 

Edifícios inteligentes, que conectam as operações do edifício por meio da Internet das Coisas (IoT), simplificam tarefas como controlar a temperatura, a segurança e a manutenção do edifício por meio de dispositivos móveis e computadores.

Os sensores são essenciais para tornar isso possível, permitindo a coleta e análise de dados em tempo real que podem ser usados ​​para:

• Melhorar a eficiência energética e a sustentabilidade dos edifícios
• Reduzir os custos de manutenção com manutenção preditiva
• Otimizar a utilização do espaço
• Melhorar a segurança, conforto e segurança do inquilino

Os tipos de sensores IoT usados ​​no gerenciamento de instalações, automação predial e aplicativos de construção inteligente são limitados apenas pela sua imaginação. Os casos de uso predominantes incluem:

• Controle climático, incluindo temperatura, umidade, vibração, etc.
• Monitoramento de CO
• Uso elétrico
• Detecção de fogo
• Sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC)
• Controle de luz
• Ocupação
• Manutenção preditiva
• Segurança e controle de acesso
• Saúde estrutural
• Monitoramento de água

A capacidade de longo alcance e baixo consumo de energia da tecnologia de radiofrequência sem fio LoRa para penetrar em materiais de construção densos e a longa vida útil da bateria a tornam a tecnologia preferida para edifícios inteligentes conectados à IoT. Operando no espectro não licenciado, o protocolo LoRaWAN oferece conectividade eficiente, flexível e econômica para aplicativos IoT internos e externos, operando perfeitamente em redes públicas, privadas ou híbridas. LoRaWAN é complementar a Wi-Fi, Bluetooth e Celular.

Importância das bombas de calor

O relatório da CB Insights aponta a tecnologia de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) como central para o bem-estar dos ocupantes de um edifício, mas incorre em custos elevados. Os sistemas HVAC requerem quantidades significativas de energia para operar, representando a maior parte dos custos de energia e subsequentes emissões de GEE emissões para edifícios.

As bombas de calor eletrificam o aquecimento e a refrigeração, melhorando a energia eficiência e redução de custos e emissões de energia. Esses benefícios podem ser realizado conectando bombas de calor à energia sensores IoT de gerenciamento, bem como apenas aquecimento e resfriamento quartos que precisam.

Uma bomba de calor é “um dispositivo HVAC relativamente novo que é energeticamente eficiente e fornece aquecimento eletrificado no inverno”. Esses sistemas podem operar tanto para resfriar quanto para aquecer edifícios, movendo em torno de refrigerantes líquidos para remover ou adicionar calor em um processo que pode reduzir o consumo de energia em 50% em comparação com o padrão sistemas de aquecimento e refrigeração.

As bombas de calor também oferecem aos gerentes de construção controle de temperatura, com a opção de aquecer e resfriar ambientes exigem. Sensores de IoT colocados em um edifício podem informar um gerente onde os ocupantes estão localizados e quais quartos precisam aquecimento ou resfriamento.

Esses sensores de IoT podem melhorar ainda mais a eficiência introduzindo modelos de inteligência artificial (IA) que preveem ativamente onde e quando o aquecimento ou resfriamento é necessário, com base em tendências históricas. IA oferece a oportunidade de transformar o HVAC em um sistema proativo em vez de
sistema reativo, reduzindo a manutenção necessária pelos gerentes de construção.

Implicações:

• À medida que os consumidores se afastam dos combustíveis fósseis, espere mais regulamentações sobre eficiência energética de edifícios e GEE metas de redução.
• As bombas de calor estão preparadas para aproveitar os novos regulamentos reduzindo o consumo de energia do edifício e as emissões de GEE, com absorção concentrada em regiões ricas e dependentes de energia do mundo (semelhante à absorção de veículos elétricos).
• À medida que o interesse pela tecnologia aumentar, mais startups entrarão no mercado mercado com melhorias de aquecimento sob medida para prédios de escritórios tecnologia de bombas e gigantes da indústria enfrentarão concorrência para adaptar seus tecnologia para diversos ambientes.
• Os sistemas de bomba de calor do edifício de escritórios serão acoplados à energia sistemas de IoT de gerenciamento para gerenciar melhor onde e quando energia é usada para aquecimento e resfriamento.
• Os sistemas de primeira linha serão aprimorados com IA para prever o aquecimento e refrigeração, aumentando ainda mais a eficiência.

Por tudo isso, as bombas de calor estão se tornando populares em regiões frias do mundo. Particularmente na Europa e na Ásia. As vendas anuais de bombas na UE mais do que duplicaram desde 2015, e o Reino Unido está subsidiando ativamente a adoção para sair do combustíveis fósseis para aquecimento de edifícios.

Uma variedade de players está avançando na tecnologia de construção inteligente, de conglomerados industriais como GE e Toshiba , a empresas de serviços públicos como National Grid e NextEra Energy , a empresas de petróleo e gás como Shell e TotalEnergies . Gigantes da tecnologia como Amazon e Microsoft também apostaram e fizeram parcerias no setor.

Outras soluções

Não tem como investir em bombas de calor, hoje? Tudo bem. Não é preciso muito para começar a lidar com o problema de consumo de energia nos edifícios inteligentes. Ele pode ser reduzido significativamente através da detecção correta de ocupação, por exemplo. Esta abordagem apresenta uma grande oportunidade para economia de energia. Uma plataforma de sensor de baixo custo foi projetada e implementada para ser usada para detecção de ocupação em escritórios individuais. Embora a estimativa da contagem de ocupação possa economizar ainda mais a energia dos edifícios, isso requer um sistema que possa detectar com precisão e fornecer informações sobre a ocupação.

Agora no verão, por exemplo, a refrigeração é a grande consumidora de energia.

Já pensou em monitorar a temperatura no seu escritório? É mais importante do que você imagina. Saber o quão quente está em cada sala e escritório oferece a vantagem de economizar dinheiro para resfriamento, mas também fornece um clima melhor para seus colegas. Se você encontrar grandes variações na temperatura ambiente, o motivo pode ser maus hábitos de ventilação, como ligar a refrigeração ou o aaquecimento no máximo e depois abrir a janela para tentar chegar em uma tenperatura mais aagradáavel.

Existem muitos fornecedores, como Kentix, que oferecem sensores físicos para medir temperatura, mas também umidade e outras condições ambientais. Normalmente, esses dispositivos oferecem suporte a SNMP, portanto, é fácil integrá-los ao monitoramento geral de TI, pois a maioria das soluções de monitoramento padrão oferece suporte a SNMP. Algumas ferramentas de monitormaneto já vêm com modelos de dispositivos predefinidos para que possam monitorar muitos sensores ambientais imediatamente.