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¿Qué es la construcción inteligente?
El edificio es inteligente cuando es capaz de gestionar de forma óptima la energía y proporcionar el mejor confort posible a quienes lo habitan, concienciando a los vecinos del consumo y la mejor forma de reducirlo. El nacimiento y desarrollo del edificio inteligente parte de la necesidad de hacer más eficiente el consumo energético y su historia lo explica bien y es más antiguo de lo que crees.
Edificio inteligente, un poco de historia
De hecho, a menudo se piensa en la inteligencia como una prerrogativa que tiene que ver con el nuevo milenio o, más aún, con su desarrollo en un futuro próximo. En cambio, las primeras tecnologías relacionadas con la eficiencia y el confort en el edificio se remontan al siglo XVII con Cornelis Drebbel. Este ingeniero e inventor holandés fue uno de los primeros creadores y promotores de la creación y desarrollo de sistemas de control, es decir, sistemas capaces de gestionar, controlar, dirigir o regular el comportamiento de otros dispositivos. Drebbel creó un termostato de mercurio capaz de mantener automáticamente un espacio a una temperatura constante. Su invención fue uno de los primeros dispositivos controlados por retroalimentación conocidos en la historia, una especie de precursor de la tecnología HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado).
Ciertamente, la historia y evolución de los edificios inteligentes ha sido más significativa y rica en los últimos cuarenta años. De hecho, el nacimiento del término “edificio inteligente” en los Estados Unidos se remonta a la década de 1980 para indicar un edificio con sofisticados servicios de telecomunicaciones, administración de edificios y servicios de redes de datos que brindaban servicios compartidos a los residentes. La definición de inteligencia aplicada al edificio en este período se centra en los sistemas de automatización de edificios. Con el tiempo, y con el advenimiento cada vez más fuerte de las computadoras y su evolución, estas soluciones, también conocidas como Building Management System (BMS), comienzan a afianzarse. Los sistemas de control computarizados instalados en los edificios comienzan a monitorear los equipos mecánicos y eléctricos del edificio. Excepto que los diversos subsistemas están desconectados o compartimentados, automatizados a nivel de operación individual.
Durante las últimas tres décadas, el progreso ha sido notable, gracias a la importante evolución de la tecnología, el advenimiento y la creciente importancia de las soluciones de Internet, hardware y software. Así, la construcción inteligente adquiere un significado cada vez más rico y complejo. Piense en el BMS y su integración y conexión a la web: facilitado por un software analítico avanzado, los propietarios de edificios tienen acceso a grandes cantidades de información que pueden utilizar para tomar decisiones inteligentes capaces de mejorar el rendimiento del edificio.
La introducción de protocolos abiertos, la transición a la tecnología inalámbrica y la omnipresencia del Internet de las cosas siempre permiten nuevas oportunidades. La transición a BMS de sistema cerrado a integrado se debe, de hecho, al Internet de las Cosas que ha abierto las puertas a nuevas oportunidades, permitiendo que los sistemas de gestión de edificios estén informados de toda una serie de eventos externos, contando también con la presencia de sensores en ambientes interiores capaces de controlar dinámicamente múltiples informaciones, aspectos, variables.
Edificio inteligente, ¿una definición? Más definiciones
Desde sus formas más tempranas, los edificios inteligentes, a los que se hace referencia indistintamente como edificios inteligentes o edificios inteligentes, han conocido una multitud de definiciones.
Ya en 1981, la United Technology Building Systems Corporation de los EE. UU. Quizás utilizó por primera vez el término “edificio inteligente” y dos años más tarde se construyó el edificio City Place en Hartford, Connecticut, que se hizo conocido en todo el mundo como el primer edificio inteligente en ser completado. Osama Omar, profesor universitario de arquitectura, recuerda esto en un artículo científico dedicado, señalando que unos veinte años después dos expertos en la materia, Michael Wigginton y Jude Harris en el libro “Pieles inteligentes” informaron más de treinta definiciones aplicables sobre inteligencia aplicada a construido.
Según el US Intelligent Building Institute (IBI) y el European Intelligent Building Group (EIBG), la definición más típica de edificio inteligente es la de edificio “que proporciona un entorno productivo y conveniente a través de la optimización de sus cuatro elementos básicos (estructuras ,, servicios, gestión) y su interrelación “. Ambos, con ligeras diferencias, también coinciden en destacar no solo los beneficios para los residentes sino también para quienes tienen que gestionarlos (gestores de energía e instalaciones), así como para el medio ambiente.
La prioridad de la construcción inteligente
La prioridad a la que responden los edificios inteligentes está vinculada a la gestión energética, a la posibilidad de eficiencia energética en los edificios. Se parte de la necesidad de reducir significativamente el impacto de los edificios, responsables de alrededor del 40% del consumo energético, tanto si se mira en Europa como en Estados Unidos. Los edificios que consumen mucha energía también significan grandes generadores de emisiones que alteran el clima. Lo que está sucediendo en el mundo, con el cambio climático, ya es bien conocido y la necesidad de encontrar alternativas más ecológicas también es fundamental en el sector de la construcción. De aquí llegamos a la voluntad de contar no solo con la reducción del consumo, utilizando materiales y soluciones constructivas que apunten a la eficiencia energética, sino también con la gestión y generación de energía a partir de fuentes de energía renovables.
Hacer un uso inteligente de la energía es quizás el punto central, el que más fomenta la creación de edificios inteligentes, especialmente para uso comercial, para que la eficiencia energética se pueda gestionar por completo, también gracias a la digitalización de los edificios.
Según estimaciones de Research for Markets, el mercado global dedicado a los edificios inteligentes crecerá de casi $ 8.5 mil millones (2016) a 57.8 mil millones para 2023, mostrando una tasa de crecimiento anual compuesta del 31.5%.
Las ventajas de la construcción inteligente
Hay varios beneficios de los edificios inteligentes. Aquí, qué beneficios pueden aportar.
Eficiencia energética en edificios
Como se mencionó, la primera razón por la que nacen los edificios inteligentes está relacionada con la eficiencia energética. Se necesitan edificios de bajo consumo e Italia ha introducido por ley la obligación de construir edificios con energía casi nula, o el nZEB (Near Zero Energy Building) como lo exige en ese momento la Directiva 31/2010 / UE, implementada en Italia por Decreto Legislativo. 192/2005. A partir de 2021, todos los edificios públicos y privados deberán cumplir este criterio.
El objetivo es reducir al máximo el consumo en la construcción. El Escenario mundial eficiente de la Agencia Internacional de Energía destaca el potencial para reducir la demanda mundial de energía para los edificios para 2040: en promedio, para esa fecha, los edificios podrían ser casi un 40% más eficientes que en la actualidad. Los ahorros de energía derivados de la calefacción ya proporcionan más de una cuarta parte del potencial. A continuación, agregue los consumos para la refrigeración de las habitaciones y las disminuciones que se obtengan de una mejor gestión.
Gracias a los edificios inteligentes, capaces de controlar la energía utilizada para la iluminación, para los sistemas HVAC y para cualquier aparato gracias a la posibilidad de ponerlos en comunicación, por ejemplo con ventanas inteligentes (ventanas inteligentes) y mediante la adopción de sensores de presencia, es posible hacer eficiencia gracias a un indicador que revela cuándo interrumpir o activar el suministro de energía en un espacio utilizado o no.
Según algunos cálculos de la Comisión Europea, se podría conseguir una reducción de al menos un 5-6% del consumo en la UE gracias a la eficiencia energética de los edificios.
Beneficios económicos
Las inversiones específicas también estimulan la economía, en particular la industria de la construcción, que genera alrededor del 9% del PIB europeo y representa directamente 18 millones de puestos de trabajo directos. Las pymes, en particular, se benefician de un mercado de la renovación, ya que aportan más del 70% del valor añadido en el sector de la construcción de la UE. La regeneración de edificios, haciéndolos eficientes gracias a la tecnología, podría generar un potencial de negocio considerable, considerando que solo en Italia hay más de 14 millones de edificios de más de diez años, que necesitan mejorar su rendimiento.
Gracias al potencial que ofrece un mercado energético más flexible, será posible que los edificios no solo garanticen menores costos de energía, sino que también generen ingresos vendiendo reducciones de carga a la red.
Ya en la actualidad, gracias al BMS (Building Management System) conectado al sistema de iluminación, convenientemente combinado en la red, es posible encender y apagar las luces en los momentos óptimos y variar los niveles lumínicos, pudiendo hacer un análisis comparativo para establecer si el impacto en el uso de la energía HVAC que resulta de ajustar las “ventanas inteligentes” para dejar entrar la luz del sol será menor o mayor que oscurecer las ventanas y encender las luces. Según un informe de la Comisión de Energía de California, los ahorros del 19-26% en calefacción / refrigeración y del 48-67% en iluminación se destacan si consideramos la adopción de ventanas inteligentes.
En todo esto, la Internet de las cosas juega un papel decisivo en la interconexión de todos los sistemas. Además, gracias a los sensores de IoT, es posible recopilar datos útiles para comprender la presencia real de personas en las habitaciones, ajustando las luces y el clima en consecuencia. ABI Research también confirma la importancia de Internet de las cosas, según las estimaciones de que el valor derivado de la tecnología IoT para los edificios inteligentes superará los 8.000 millones de dólares en 2020.
Edificio inteligente: beneficios económicos, para la comodidad y la salud
Los sensores aplicados en edificios brindan la posibilidad de gestionar, ahorrar energía y consumos, pero también permiten monitorear el desempeño de un sistema y activar intervenciones adecuadas en caso de mal funcionamiento del equipo incluso antes de que se dispare una alarma. Significa poder realizar un mantenimiento predictivo. En el caso de que se envíe un mensaje de error, el sistema recopila datos que pueden determinar la causa del problema. Dependiendo de la plataforma instalada, el sistema también se puede programar para que se adapte automáticamente a cualquier problema.
Un edificio inteligente, que es capaz de gestionar mejor la información gracias a la posibilidad de analizar datos estructurados, como para brindar oportunidades económicas realmente importantes.
Un ejemplo es “The Edge”, en Amsterdam, reconocido mundialmente como el edificio más inteligente del mundo. En un principio se diseñó para contar con un área de 100 mil metros cuadrados. Gracias a las soluciones inteligentes para la gestión del espacio, se ha reducido a tan solo 60 mil metros cuadrados, ahorrando casi la mitad de los costes de producción. Gracias a los más de 28.000 sensores y actuadores en el edificio para gestionar el flujo de energía y datos, el sistema de aire acondicionado y el funcionamiento de los otros sistemas se pueden supervisar y controlar fácilmente a través de la pantalla. La iluminación también es inteligente y gracias al uso de sensores IoT, se aplica un sistema Light-as-a-Service. Deloitte, el inquilino principal, ha utilizado la gran cantidad de datos generados para transformarlos en información y servicios. Por ejemplo, se analiza la capacidad de interacción de los empleados, la presencia o ausencia de personas en los entornos, traduciendo todo en una optimización del consumo.
Los edificios que se caracterizan por un determinado rendimiento energético tienen un valor superior al del mercado tradicional. De lo que surge de la investigación sobre el valor de las propiedades con certificación LEED, realizada por REbuild en colaboración con CBRE y GBCI Europe, se observa un incremento de valor entre un 7 y un 11% más que las propiedades sin certificación ambiental.
Confort y salud: el edificio inteligente y centrado en el ser humano
Edificar inteligente significa tener la posibilidad de contar con edificaciones de calidad, capaces de garantizar mucho más confort y calidad de vida, también en materia de salud. Los entornos optimizados aumentan el bienestar y reducen significativamente los problemas de salud, en entornos residenciales o laborales. Ahora se ha establecido la relevancia del síndrome del edificio enfermo. Según lo informado por el Ministerio de Salud, reportando algunos estudios realizados sobre oficinas y otros edificios de uso público en varios países, se encontró una frecuencia de disturbios entre los ocupantes entre el 15% y el 50%. Las causas son diversas y se tratan los factores relacionados con los edificios, los sistemas de aire acondicionado y ventilación, los programas de mantenimiento.
Los edificios equipados con un sistema HVAC predictivo y proactivo que utilizan IoT y computación en la nube para monitorear y operar la calidad del aire pueden garantizar ambientes saludables. Además, a través de los sensores inalámbricos instalados en el edificio es posible monitorear en tiempo real la calidad del aire y los niveles de dióxido de carbono y otros contaminantes presentes.
BEMS, en el corazón de los edificios inteligentes
BEMS significa Building Energy Management System e indica un sistema de gestión energética de edificios, cuyo objetivo es reducir el consumo y optimizar el rendimiento a lo largo del ciclo de vida de un edificio.
Se trata de plataformas basadas en nuevas tecnologías digitales capaces de integrar hardware, software y servicios TIC para asegurar la recogida y procesamiento de datos, monitorización energética, automatización y control de diferentes dispositivos y sistemas (equipos eléctricos, maquinaria, sistemas HVAC para aire acondicionado o calefacción, dispositivos para automatización de edificios, iluminación, etc.).
Una plataforma que se convierte en el corazón de todo edificio inteligente y que sirve para controlar de forma centralizada y en tiempo real el funcionamiento y encendido o apagado de los distintos sistemas, así como el control de los niveles de temperatura, humedad y microclima en el interior de las estancias. Esto es para garantizar, además del ahorro energético, el máximo confort y bienestar para quienes viven en las habitaciones.
El BEMS se integra con otras plataformas como el BMS (sistema de gestión de edificios) y el BAS (sistema de automatización de edificios), utilizado para el funcionamiento de edificios inteligentes modernos, y proporciona un control total sobre la salud de todo el edificio basado en IoT y Big Data. .
Entre los principales proveedores de BEMS, Trend Control Systems, que forma parte de Honeywell Building Technologies, ofrece sistemas de gestión energética de edificios sofisticados y personalizables para que puedan seguir cada edificio a lo largo de su ciclo de vida: desde el diseño hasta la optimización y el mantenimiento hasta la integración y la conexión. con los demás servicios inteligentes del edificio.
Beneficios de BEMS efectivos
Un BEMS eficaz y óptimo debe garantizar el logro de 5 objetivos principales:
El control y seguimiento del consumo energético, con el fin de reducir los residuos y optimizar la eficiencia energética de acuerdo con las necesidades de uso de cada entorno y cada sistema;
Mejorar el bienestar y la habitabilidad de los entornos;
Monitoreo de plantas para asegurar intervenciones oportunas en caso de mal funcionamiento o averías, mejorando así la productividad de los sistemas;
Reducir el impacto ambiental del edificio en términos de emisiones de CO2;
Prolongar la vida de los edificios, actuando sobre todo su LCA.
Del edificio inteligente al edificio cognitivo
Los edificios cognitivos representan la evolución de los edificios inteligentes. Un ideal de espacios inteligentes y receptivos que conducirán a entornos personalizados en función de las necesidades específicas de las personas. Según el profesor Angelo Ciribini de la Universidad de Brescia, experto en el tema, un edificio cognitivo es una estructura capaz, mediante el uso de nuevas tecnologías y sensores sofisticados, de interactuar y comunicarse con sus habitantes y de proporcionarles su vida y trabajo. bienestar.
En un escenario futuro de construcción receptiva o cognitiva, incluso se habla de utilizar paredes y superficies para detectar el estado de ánimo de quienes habitan en las habitaciones. A medida que la tecnología, el IoT y la inteligencia artificial, capaces de interpretar datos y aprender a lo largo del tiempo, se vuelven cruciales.