Mimarlık Firması Akıllı Bina Teknolojisini İlk Tuğladan Başlayarak Nasıl Entegre Ediyor
Akıllı bina teknolojisi tüketici seviyesinde yaygınlaşırken, binalara genellikle parça parça yerleştirilen bir teknoloji formunda ortaya çıkıyor: kullanılan odalara göre sıcaklıkları ayarlayan bir termostat veya evden uzaktayken programlarını ayarladığınız bir çamaşır makinesi gibi.
Ancak bir mimarlık firması, yenilikçi teknoloji sistemlerini en başından itibaren modüler bina süreçlerine daha iyi entegre etmenin ve mevcut yapıları daha akıllı hale getirmenin yollarını arıyor. Toronto merkezli köklü bir firma olan WZMH Mimarlık bürosu, Akıllı Yapısal Panel (ISP) adı verilen akıllı bir modüler panel sistemi geliştiriyor. Bu çalışma WZMH Mimarlık bürosuna 2018 yılında, Fransa-Kanada Ticaret Odası, UPPlift True Disruptor Ödülünü kazandırdı. Ayrıca, şirketin Ar-ge departmanı başkanı Hiram Boujaoude, Autodesk 2019 AEC (Mimarlık, Mühendislik, İnşaat) Mükemmellik Ödülleri Yılın Yenilikçisi kategorisinde aday gösterildi.
Şu anda prototip aşamasında olan ISP sistemi, akıllı bina cihazlarını entegre etmek ve bunları esnek bir donanım ve tüketiciye yönelik bir uygulamayla ağa bağlamak için tasarlanmış. Sistemde kullanılan paneller, sadece 5 cm kalınlığında ve 3×9 m veya 3×14 m standart ölçülere sahip. Her panel iki çelik plakadan ve içinde akıllı bir güzergâh bulunan çeperden oluşuyor. Autodesk Revit ile tasarlanan paneller, yapısal elemanlar olarak iş görüyor. Çalışmalarını Toronto’daki Autodesk Teknoloji Merkezinde yürüten WZMH, gelecek yılın başlarında, oda ölçekli fonksiyonel prototipler inşa etmeye hazırlanıyor.
Firmanın akıllı bina araştırmalarına öncülük eden ortağı ve yöneticisi Zenon Radewych, “Montaj hattının dışında bir zemin paneli yapacaksanız, zemin paneline başka neler koyabileceğimizi görelim,” diyor.
Panel sistemiyle uyumlu akıllı cihazlar, olası birçok kombinasyonla birlikte, algılayıcıları (hareket, kullanım, sıcaklık ve aydınlatma için) ve mekanik ve elektrikli cihazları (Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme sistemleri, panjurlar, kameralar ve aydınlatma armatürleri) içeriyor. ISP, bulut tabanlı bir sistem. Bu sistem kullanıcıların, hem yerel hem de bulut düzeyinde gerçek zamanlı analizler kullanan bir uygulama aracılığıyla akıllı cihazlarını programlamasına ve izlemesine olanak tanıyor.
Algılayıcılar ve cihazlar, aynı zamanda güç de sağlayan standart bir eternet bağlantısı aracılığıyla sisteme bağlandığında, ayrı ayrı elemanlar, birleşik bir ağ olarak tepki verecek şekilde tasarlanmış. Radewych, “Bu, gerçekten akıllı bir bina yaratabileceğiniz bir yöntem,” diyor. “Sisteme bağlı farklı cihazlar, ortak akıllı güzergâh üzerinde çalıştıkları için, birbirleriyle konuşabiliyorlar.” Örneğin bir ışık algılayıcısı, panjurların indirilmesini sağlayabiliyor. ISP sistemi kullanılarak tren istasyonlarındaki yolculara, platforma yaklaşmakta olan trendeki hangi vagonların dolu olduğu söylenebilir. Bu sistemler, hastanelerde daha etkin bir düzeyde otomatik hasta izleme hizmeti sunabilir.
Modüler yapıya etkili bir şekilde geçmek, daha yüksek malzeme verimliliği vaat ediyor ve ISP’ler de benzer kazanımlar sunuyor. Radewych, “Bu durum, teknolojiyle ve önceden imalatla başladı ancak sürdürülebilirlik tarafında da birçok fayda görüyoruz,” diyor. “Sadece akıllı cihazların faydalarını görmekle kalmıyorsunuz, aynı zamanda kullanılan daha az malzemenin de faydalarını görüyorsunuz.”
İlk çalışmalar, akıllı panel sisteminin toplam yapı malzemelerini %10 oranında azaltabileceğini gösteriyor. ISP sistemleri eternet üzerinden güç aldıkları için, standart bağlantı kutularına ve elektrik kanallarına gerek kalmayabilir. Radewych, “Önceden imal edilen bir bileşen oluşturduğunuzda ve içine başka malzemeler ve sistemler eklediğinizde, aslında geleneksel çalışmaya kıyasla ihtiyacınız olan malzeme miktarını azaltmış oluyorsunuz,” diyor. ISP ayrıca, akıllı bileşenlerinin ürettiği atık enerjiden yararlanabilecek ve bu enerjiyi Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme sistemlerinin bir parçası olarak kademeli olarak dağıtabilecek.
Panel sistemi yeni inşaatlar için tasarlanmış olsa da; WZMH sadece birkaç ay içinde tamamlanabilecek tadilatlarla ve yenilemelerle yerleştirilebilecek, her biri sadece beş-on santimetre boyutlarında küçük kumanda kutuları kullanmayı öngörüyor. Örneğin, standart aydınlatma armatürleri ISP sistemlerine takılabilir ve ağla etkileşime girebilir. Bu birimler, hem güç dönüştürücüleri (cihazlar eternet kablolarıyla çalıştırılabilir) hem de her cihazın temel işlevlerini daha geniş ağa bağlayabilen ağ anahtarları olarak işlev görür. (WZMH, ISP sistemleri için, Quasar Consulting Group, Stephenson Engineering ve C3PoE ile, kumanda kutuları içinse Argentum Electronics ile işbirliği yapıyor.)
Radewych, esas olarak bir gecede akıllı bir bina sahibi olabileceğinizi söylüyor. “Evet, her gün çok sayıda yeni bina inşa ediyoruz; ama bu eski binaları yıktığımız anlamına gelmiyor. Bu binalar 50, 60, 70 yıl ve hatta daha uzun süre burada olacaklar. Piyasadaki mevcut binaları akıllı hale getirmek için dönüştürme potansiyeline sahibiz. Kumanda kutusu, bu fikirle tamamen uyumlu.”
İster yeni binalara isterse mevcut binalara yerleştirilebilen kumanda kutuları, bina sahiplerine ve kiracılara, binanın nasıl kullanıldığına ilişkin işlemeye uygun veriler sağlayabilir. Boujaoude, “Akıllı olmayan cihazları bağladığınızda bile, her bir katta kullanılan enerji miktarını ölçebilir ve buna göre gereken yenileme çalışmalarını belirleyebilirsiniz,” diyor.
Radewych ise şunları söylüyor: “ISP, bir cihazdan alabileceğiniz tüm verileri alabilir. Bunun harika yanı, eski bir binada tadilat yapıldığında, günlük işlemler hakkında hemen veri almaya başlayabilmeniz.” WZMH bu verileri yönetmek için, Autodesk Forge kullanarak panellerin ve bunlara bağlı cihazların BIM ikizlerini oluşturuyor.
Buradaki amaç, bina sahiplerinin ve kiracıların, makine öğrenme rutinleri veya diğer yapay zeka uygulamaları için toplayacağı verilerle, binaların maksimum verimliliğe ulaştırılması. (WZMH ekibi, insanların sıcaklık-konfor eşikleri hakkında bilgisayarlara bilgi vermek için, makine öğrenimini de kullanıyor.) Bu veriler, enerji harcamalarını kısmak, kullanılmayan sistemleri, odaları ve katları dinamik olarak kapatmak için işlenebilir.
Bunlar ayrıca işleyiş ve bakım verimliliğini artırmak için de kullanılabilir. Kullanım ve hareket algılayıcıları, binada en fazla kullanılan alanları belirleyerek, bakım prosedürlerinin ve programlarının buna göre düzenlenmesini ve iyileştirilmesini sağlayabilir. Bu veriler, benzer bir bağlamda tekrarlanacak bir bina tipi veya program olduğunda, binada yoğun kullanılan alanlar için daha dayanıklı malzemeler seçmekte kullanılabilir.
Malzeme verimliliği açısından sağladığı tasarruflara ek olarak, akıllı bina teknolojisini mümkün kılan kullanıma hazır bir panel sisteminin belki de en büyük değerinin, bina ortamının düzenli olarak iyileştirilmesini sağlayan sürekli bir geri besleme döngüsü sunması olduğunu söyleyebiliriz.