Algorytmy samouczące się w automatyce budynkowej

Udostępnij

Obecnie poprawa efektywności energetycznej przedsiębiorstw i gospodarstw domowych jest konieczna, ponieważ bezpośrednio przekłada się na oszczędności, które mogą uwolnić fundusze na dalsze inwestycje. Inteligentne budynki są więc jednym ze sposobów na poprawienie kontroli zużycia energii w budynkach. Technologia ta jest wciąż udoskonalana o zastosowanie algorytmów samouczących się, co w automatyce budynkowej stwarza zupełnie nowe możliwości.

W nowo powstających i modernizowanych obiektach, takich jak biurowce, centra handlowe, zakłady przemysłowe czy budynki mieszkalne, coraz częściej wykorzystuje się systemy zarządzania budynkiem (BMS). Umożliwia to nie tylko podniesienie komfortu użytkowników, ale również zmniejszenie kosztów energii.

Czym jest inteligentne budownictwo?
Bardzo często sformułowanie „inteligentny budynek” stosowane jest mało precyzyjnie. Otóż rozszerza się je na budynki posiadające dobre wyposażenie w zakresie monitoringu i rozproszonej automatyki, jednak z prawdziwą inteligencją nie mają one wiele wspólnego. Opracowanie takiego w pełni zautomatyzowanego systemu nie jest łatwe choćby dlatego, że należy wziąć pod uwagę wiele zmieniających się w czasie czynników, takich jak warunki pogodowe, parametry techniczne budynku oraz sposób jego użytkowania. Z tego powodu wykorzystywane w tym celu systemy informatyczne są coraz bardziej złożone. Rozważyć trzeba też różne czujniki i siłowniki, elementy systemu HVAC, prognozowanie czynników środowiskowych (temperatura, wiatr itp.) oraz skutecznie modelować własności fizyczne budynku i sposób, w jaki jest on użytkowany. Największym wyzwaniem jest zatem powiązanie ze sobą w jednolity, sprawnie zarządzany system wielu oddzielnie funkcjonujących dotychczas podsystemów. Typowe systemy klasy BMS są stosunkowo proste i wykorzystują podobne algorytmy wykonawcze, jednak dziś oczekuje się od systemów zarządzania automatyką budynkową większej proaktywności.

Zastosowanie algorytmów samouczących
W inteligentnym budownictwie od wielu lat wykorzystuje się algorytmy. Starsze korzystają głównie z modeli, które adaptowane są do zmiennych warunków otoczenia. Od pewnego czasu są to już jednak algorytmy wykorzystujące statystyki. Chodzi o wybieranie nastawów instalacji ogrzewania lub chłodzenia, które statystycznie będą najlepsze w danych warunkach. W podobnych sytuacjach tylko takie będą brane przez algorytm pod uwagę. W fazie „beta” jest obecnie algorytm, który korzystając z danych o zużyciu mediów i parametrach uzyskiwanych w poszczególnych pomieszczeniach, będzie w najlepszy sposób dobierał nastawy źródeł ciepła i chłodu oraz głównych pomp po to, by zapewnić taką produkcję mediów, która w danej chwili faktycznie jest potrzebna. Współczesne systemy smart home adaptują się, zmieniając swoje wewnętrzne parametry tak, aby maksymalnie wykorzystać dane pozyskane z analizy zachowań danego użytkownika. Zastosowanie algorytmów samouczących się może więc ogólnie podnieść efektywność energetyczną budynków. Według badań zastosowanie inteligentnych systemów automatyki budynkowej może zmniejszyć zużycie energii elektrycznej o 30%, a energii cieplnej o ponad 20%.