Cikksorozatunk (melynek első része itt, második része pedig itt olvasható) befejező része a létesítményüzemeltetés MI (mesterséges intelligencia) által történő optimalizálását, valamint a környezeti és fenntarthatósági hatásokat tárgyalja. A szerző végső üzenete, hogy jól teszi az az épületgépész szakember, aki legyűri az MI-vel szembeni fenntartását és kételkedését.
A létesítményüzemeltetés MI által történő optimalizálása
A korábbi részekben többször szó esett a létesítmények üzemeltetésének fontosságáról, de az alábbiakban részletesebben foglalkozom ismét a létesítményüzemeltetés és az MI fontosabb kapcsolódási területeivel. Ezek a kapcsolódási területek a következő tíz pontban foglalhatók össze:
- Prediktív karbantartás
Az MI-algoritmusok elemzik a létesítmény mint rendszer – s így az épületgépészeti (al)rendszerek – adatfolyamatait, hogy előre tudják jelezni a hibákat, illetve javaslatokat tegyenek a karbantartásra annak tervezhetőségét illetően is. Azzal, hogy az MI-algoritmusok egyre hatékonyabban képesek prediktív módon előrejelezni a hibákat, az adott berendezés elhasználódó alkatrészeit csak a (közel) maximális élettartam végén fogják lecserélni, ami költséghatékonyabb üzemeltetést/karbantartást tesz lehetővé.
- Energiafogyasztás elemzése
A szenzorok révén nagyon sok adat áll folyamatosan rendelkezésre a létesítmény aktuális állapotát, illetve korábbi állapotait illetően. Az MI nemcsak idősoros elemzéssel képes folyamatosan nyomon követni és elemezni az épületek energiafogyasztását, hanem az adatok közötti belső összefüggések (pl. korreláció) vizsgálata során olyan rejtett összefüggéseket is képes feltárni, amelyek még hatékonyabbá teszik az energiafelhasználást.
- Üzemeltetési költségek csökkentése
Az 1. pontban már utaltam arra, hogy a prediktív MI-algoritmusok hogyan tudják költséghatékonyabbá tenni az üzemeltetést, de például a humán erőforrások felhasználása területén is nagy segítséget tud nyújtani az MI azzal, hogy a karbantartási tevékenységeket jobban összehangolja, vagy a korábbi tapasztalatok alapján eredményesebben választja ki az alvállalkozót. Egy olyan területen, mint a létesítményüzemeltetés, ahol átlag feletti a fluktuáció, különösen fontosak az ilyen megoldások.
- Biztonsági rendszerek fejlesztése
A biztonsági rendszereknél – különösen üzemeltetési szempontból – komplex módon célszerű gondolkodni, vagyis az épületgépészeti biztonság mellett a többi biztonsági terület (pl. villamosbiztonság, munkabiztonság, biztonságtechnika) együttes elemzése és értelmezése nagyban képes növelni a létesítmény biztonságát. A biztonsági kamerák által szolgáltatott képi információk, valamint a szenzorok adatai együttesen egy hatékony, MI által támogatott megoldást tehetnek lehetővé.
- Komfortparaméterek automatizálása
Az MI képes az épületben uralkodó komfortparamétereket automatikusan szabályozni a hőmérséklet, páratartalom, légsebesség és a világítás beállításával. A komfortparaméterek automatizálása másfelől lehetővé teszi az MI segítségével a létesítményben tartózkodók szubjektíven megítélt komfortszintjének növelését úgy, hogy az nem, vagy csak minimális beruházást igényel.
- Helyiségkihasználás és belső terek optimalizálása
Az MI elemzi az épület használati mintáit, és segíthet optimalizálni a térhasználatot, illetve tanácsot tud adni a működő épület funkcióinak szimulációval történő elemzése révén a közösségi terek vagy a boltbelső átalakítására.
- Intelligens vészhelyzetkezelés
Egyfelől: az MI-rendszerek képesek gyorsabban reagálni a vészhelyzetekre, például tűzesetekre vagy árvizekre, ezzel csökkentve a kockázatokat és a potenciális károkat. Másfelől: az MI képes – ugyancsak szimulációs módszerek segítségével – az ilyen helyzetek szoftveres szimulációjára, s az így nyert tapasztalatok alapján lehetőség van a menekülési utak áttervezésére, illetve az adott vészforgatókönyvek szükség szerinti átdolgozására.
- Környezeti hatások minimalizálása
Egyfelől: a létesítmények többségénél gyakran a 7. pontban említett első megoldás lehet a célravezetőbb, mert így eredményesebben vagyunk képesek a környezeti hatásokat minimalizálni. Másfelől a létesítmény környezetre gyakorolt hatását is minimalizálni lehet az MI segítségével, hiszen jól működő algoritmusok használatával az épületek kevesebb környezeti terhelést generálnak pl. a szennyezőanyag-kibocsátás vonatkozásában, az egyéb környezeti lábnyomok pedig csökkennek.
- Jelentések és elemzések automatizálása
Az MI automatikusan generálhat jelentéseket és elemzéseket az üzemeltetők számára, így javítva a döntéshozatali folyamatokat. Ennek része többek között a sok adat automatikus feldolgozása, s az így kinyert információk révén például az adatvizualizáció, vagy a döntési fa felvázolása, elősegítve az üzemeltetési szakembereket a szakmailag megalapozottabb döntések meghozatalára.
- Interaktív felhasználói interfész
Az MI-t használó rendszerek biztosítanak egy felhasználóbarát interfészt, ahol a létesítménykezelők egyszerűen monitorozhatják és irányíthatják az épület működését. Itt szintén az adatvizualizáció kerül előtérbe, mivel az MI a háttérben folyamatosan dolgozik az adatokkal, s azokat könnyen érthető módon kommunikálja az interfész monitorján keresztül.
Környezeti és fenntarthatósági hatások
Az utóbbi időben hazai és nemzetközi szinten egyaránt egyre hangsúlyosabbá válnak azok az elvárások, amelyek a környezeti és fenntarthatósági szempontokot helyezik a középpontba. Az alábbiakban az MI és a környezeti, valamint fenntarthatósági terület néhány fontosabb közös metszéspontját ismertetem röviden.
- Energiatakarékosság
Az energiahatékonyság javításával jelentős mértékben csökken az épületek által felhasznált erőforrások mennyisége. Ennek részeként az MI abban segít, hogy optimalizálja az energiafelhasználást oly módon, hogy az nem megy az épületben tartózkodók szubjektív komfortérzetének rovására.
- Szén-dioxid-kibocsátás csökkentése
Az üvegházhatású gázok, különösen a szén-dioxid kibocsátásának csökkentése egyben csökkenti az épületek ökológiai lábnyomát is. Ez részint az MI által támogatott szimulációs modellekkel, részint a korábban rendelkezésre álló adatok idősoros, illetve korrelatív elemzése révén valósulhat meg.
- Hulladékcsökkentés és újrahasznosítás
Az építési hulladék minimalizálása és az anyagok újrahasznosítása elősegíti a környezeti fenntarthatóságot. Az MI épületléptékben jelenleg még nem annyira, ugyanakkor nagyobb léptékben (pl. településléptékben) eredményesebbé teheti a hulladékhasznosítást többek között a szortírozás automatizálása és az újrahasznosítási folyamatok optimalizálása révén.
- Vízgazdálkodás optimalizálása
Az intelligens vízgazdálkodási rendszerek segítenek a vízfelhasználás racionalizálásában és a pazarlás megelőzésében. Az ivóvíz felértékelődése, s így árának jelentős növekedése következtében hazánkban is egyre hangsúlyosabbá válik a szürkevíz és esővíz létesítményléptékű felhasználása. A létesítmény (pl. bevásárló- és szórakoztatóközpont) bérlői határozzák meg ennek konkrét lehetőségeit, s ennek optimalizálásában lehet az MI az üzemeltetők segítségére. Fontos körülmény, hogy van-e az épületben pl. mosoda, és/vagy konyha.
- Zöld-építőanyagok használata
A környezetbarát építőanyagok alkalmazása csökkenti az építkezések környezeti terhelését. Az MI segíthet a különböző építőanyagokból (pl. festékekből) származó, a levegőben szálló molekulák vizsgálatában, utalva arra, hogy az adott épületben tartózkodókat mennyire érintheti az SBS (sick building syndrome – betegépület-szindróma), s segíthet olyan megoldásokat keresni, amelyek a levegőben szálló káros anyagok arányát minimalizálják.
- Alternatív energiaforrások integrációja
Egyfelől: a megújuló energiaforrások, mint a nap-, szél-, és geotermikus energia használata elősegíti az épületek energiafüggetlenségét. Másfelől: például hőszivattyús fűtésnél van olyan hőmérsékleti tartomány, amikor nagyon rossz a COP értéke, s ilyenkor az MI a különböző hőtermelők használatának optimalizálásában tud segíteni.
- Az ökoszisztéma védelme
Az épülettel kapcsolatos tevékenységek során érintett természeti területek megóvása és a biodiverzitás támogatása. Az MI segíthet ezeknek a tevékenységeknek a megtervezésében és összehangolásában. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy ha például egy adott létesítmény üzemeltetésében részt vevő MI ismeri a helyi (kerületi, települési) szokásokat az ökoszisztéma védelmében, akkor ezekhez a szokásokhoz tevékenységben és időben, valamint kommunikációs programokban is hasonló aktivitásokat képes javasolni. Erre természetesen egy intelligens üzemeltetési szakember is képes, ugyanakkor az MI az ő esetében is tud ötleteket adni.
- Fenntartható közlekedés támogatása
Már az épületek tervezésekor érdemes figyelembe venni a tömegközlekedést és kerékpáros infrastruktúrát, hogy csökkentsék a gépjárművek használatát. A megfelelő építési terület kiválasztásában az MI segítséget nyújthat azzal, hogy modellezi a vizsgált helyre tervezett létesítmény látogatottságát, forgalmát.
- A hőszigethatás csökkentése
A zöldtetők kialakítása és fák ültetése az épületek körül segít mérsékelni a hőszigethatást városi környezetben. Ebben az MI úgy tud segíteni, hogy a lokális környezet levegőminőségét elemzi, illetve összehasonlítja a telepítésre szánt növények tulajdonságaival, kiválasztva az adott helynek leginkább megfelelő mikro-biodiverzitást.
- Fenntartható tervezés és építkezés
A fenntartható tervezés az épületek életciklusának minden szakaszát figyelembe vevő tervezési folyamat, ami az anyagválasztástól kezdve az üzemeltetésig fenntartható megoldásokra összpontosít. Mivel ez egy komplex, sokdimenziós folyamat, így az MI alkalmazásával, tényeken alapuló módon uralhatjuk a kaotikus helyzeteket.
Záró gondolatok
Cikksorozatomban törekedtem arra, hogy az épületgépészet, a létesítményüzemeltetés, illetve az MI kapcsolatának néhány fontosabb területét mutassam be, kapcsolódva a MÉGSZ „Nagy épületek, intelligens technológiák” című konferenciájának előadásaihoz. Láthattuk, hogy az MI használata műszaki-technológiai szempontból már az épületgépészet és létesítményüzemeltetés területén is megjelenhet, különösen akkor, ha az e területen dolgozók nyitottabbak a rendszerintegráció, illetve a domotika irányába. Az MI előnyei már most egyértelműek akár a tervezés, akár a kivitelezés, akár az üzemeltetés területén, s a jövőben ezek az előnyök – többek között a hazai és nemzetközi jogi szabályozásoknak, az épületekkel és energiakibocsátással szemben támasztott egyre szigorúbb előírásoknak, illetve a felhasználói/bérlői igények változásának köszönhetően – még inkább előtérbe kerülnek. A létesítmények az MI léptékelméletében is kiválóan elhelyezhetők, hiszen az egyéni okoseszközök (pl. okostelefon), az önvezető járművek, az intelligens városok, illetve a többi intelligens épület közé jól illeszkedik az intelligens létesítmény. A domotika dinamikusan fejlődő, gyakorlatias tudományterülete az MI fejlődésével párhuzamosan képes elősegíteni a problémamentes illeszkedést.
Természetesen a(z épületgépész) kollégák lehetnek szkeptikusak az illeszkedést/integrációt illetően, különösen egzisztenciális kihívást látva az MI térhódításában, de a gyakorlat azt mutatja, hogy még sok időn keresztül lesz szükség olyan szakemberekre, akik modern tudással, elhivatottsággal, s az MI lehetőségeit felhasználva vesznek részt a tervezési, kivitelezési, üzemeltetési folyamatokban.
Dr. Kollár Csaba
A cikksorozat korábbi részei:
