Energooszczędna architektura dzięki AI – nowe sposoby projektowania zrównoważonych budynków

Mulbury Homes - The Astley, Manchester, Wielka Brytania. Zastosowane systemy: MB-70SG

Zrównoważona architektura to w dzisiejszym świecie główny i najważniejszy nurt w budownictwie. W miarę jak technologia ewoluuje, wprowadzane są innowacje cyfrowe i konstrukcyjne, które umożliwiają tworzenie bardziej efektywnych energetycznie i bardziej ekologicznych budynków. Jednym z najbardziej fascynujących rozwiązań jest wykorzystanie sztucznej inteligencji (AI) w procesie projektowania architektonicznego. Jakie korzyści niesie ze sobą to połączenie zaawansowanej technologii z architekturą zrównoważoną?

Jak AI wspiera zieloną architekturę?

Sztuczna inteligencja może być wykorzystana na wielu etapach projektowania obiektów energooszczędnych. Najczęstsze scenariusze jej wykorzystania dotyczą kilku aspektów projektowania:

Przewidywanie potrzeb energetycznych i wzorców zużycia energii

AI wykorzystuje do tego zarówno dane historyczne, jak i prognostyczne, a to pozwala przewidzieć, jakie mechanizmy czy rozwiązania warto zastosować, by budynek był energooszczędny nie tylko tu i teraz, ale w perspektywie kolejnych lat, zmian klimatycznych czy zmian w zakresie jego wykorzystania.

– To jedna z najważniejszych funkcji AI w kontekście architektury energooszczędnej – podkreśla Rafael Altheim z Aluprof.

My projektując nasze rozwiązania konstrukcyjne, również przewidujemy przyszłe potrzeby. Parametry energooszczędne jednego z naszych systemów do okien i drzwi aluminiowych, MB-104 Passive, już w momencie wejścia na rynek przekraczały obowiązujące normy. Dzięki temu inwestorzy wykorzystujący ten system w swoich obiektach mogą mieć pewność, że nawet z upływem czasu, przy zmianach klimatycznych czy zmianach prawnych, ich obiekty będą nadal efektywne energetycznie.

Vinarstvi Lahofer, Dobsice, Czechy. Zastosowane systemy: MB-104 Passive,  MB-SR50N, MB-78EI

Monitoring zużycia energii w czasie rzeczywistym

Systemy technologiczne wyposażone w sztuczną inteligencję mogą na bieżąco uczyć się tego, jak użytkownicy korzystają z obiektu, a to pozwala przewidywać zapotrzebowanie na energię (światło, ogrzewanie) oraz inteligentnie nim zarządzać.

Rolety okienne, np. SkyRoll, które znajdują się w ofercie Aluprof, samodzielnie nie wykorzystują AI, ale są wyposażone w czujniki umożliwiające inteligentne sterowanie. Korzystając z systemu ZenproSmart Control można sterować roletami za pomocą smartfonu, programować scenariusze uruchamiania rolet czy reagować na czujniki słońca i wiatru.

Architektura adaptacyjna, czyli zdolność adaptacji obiektu do zachowania użytkowników może znacząco zmniejszyć konsumpcję energii. Potwierdzają to badania przeprowadzone przez Rodriguez-Garcia w CIESOL, na Uniwersytecie w Almerii. Dowiódł on, że wyposażenie domu w system automatyzacji zarządzania energią przynosi aż o 20-40% oszczędności zużycia energii.

System osłon przeciwsłonecznych typu screen Aluprof

Optymalizacja przestrzeni wewnątrz obiektów

Architekci i inżynierowie mogą korzystać z AI do optymalizacji układu przestrzennego budynków. Bazując na danych związanych z wykorzystaniem czy z podejścia, co pozwala na wyeliminowanie marnotrawstwa przestrzeni i materiałów. Dzięki algorytmom uczenia maszynowego i analizie danych AI jest w stanie dostarczyć nowe, efektywne sposoby organizacji wnętrza budynku.

Dla Bogdana Zahy, z pracowni Zaha Hadid Architects wykorzystanie nowoczesnych możliwości obliczeniowych zmieniło podejście do projektowania. Architekt podkreśla, że „parametryzm to coś więcej niż narzędzia. To sposób myślenia o architekturze i jej roli społecznej” i przywołuje projekt badawczy realizowany na Uniwersytecie Sztuk Stosowanych w Wiedniu, w którym wykorzystano technologię do prognozowania zachowań ludzi w projektowanej przestrzeni. Taka symulacja pozwala zaprojektować obiekt, który będzie efektywniej służył swoim odbiorcom.

Poprawa komfortu i zdrowia użytkowników

Zarówno optymalizacja przestrzeni, jak i analiza zapotrzebowania na energię pozwalają stworzyć bardziej komfortowe dla użytkowników warunki korzystania z obiektu. Inteligentne sterowanie nasłonecznieniem z wykorzystaniem przesłon, klimatyzacją, wilgotnością, pozwala zarówno dbać o środowisko, jak i użytkowników obiektu.

Nowoczesne badania podkreślają kluczową rolę światła naturalnego dla zdrowia i samopoczucia użytkowników obiektów. W inwestycjach, w których wykorzystywane są rozwiązania aluminiowe Aluprof widać duży nacisk na maksymalizację dostępu światła do obiektu. Stąd takie nasze innowacje jak modele MB-79N i MB-79N US, które pozwalają na wykonywanie okien o dużych gabarytach i ciężarze oraz uzyskiwanie jednolitych elewacji, w których skrzydła okien są niewidoczne z zewnątrz.

Wydział Prawa i Nauk Społecznych. Uniwersytet Jana Kochanowskiego Kielce, Polska. Zastosowane systemy MB-45, MB-78EI,  MB-SR50N, MB-79N

Nowoczesna estetyka wspierana AI

AI i technologie obliczeniowe pozwalają na projektowanie konstrukcji niezwykłych pod względem wizualnym, a jednocześnie bezpiecznych dla użytkowników i dla środowiska. Systemy wspierające programowanie parametryczne wykorzystują setki danych – od czynników środowiskowych (np. kierunek i natężenie wiatru nasłonecznienie, amplituda temperatur, ciśnienie atmosferyczne, drgania, częstotliwość wyładowań atmosferycznych), przez czynniki społeczne (np. zachowanie ludzi w obiekcie i poza nim, charakter dzielnicy, w której ma stanąć obiekt), po czynniki psychologiczne (np. osobnicze zachowanie w obiekcie i jego otoczeniu), by móc tworzyć konstrukcje jak najbardziej efektywne. Zmiana jednego parametru pociąga za sobą szereg zmian konstrukcyjnych i wizualnych, ale cały proces dzieje się dzięki AI błyskawicznie. Architekt może dosłownie rzeźbić budynek tak, jak chce.

– To ogromna zmiana i ułatwienie dla projektantów, którzy nadal kształtują obiekt, ale mogą to robić efektywniej, szybciej i przy mniejszym nakładzie pracy, a jednocześnie są w stanie wprowadzić w życie bardziej śmiałe projekty pod względem ich formy – podkreśla Rafael Altheim.

Let’s build a better future

Wniosek jest jasny: połączenie zrównoważonej architektury z AI otwiera nowe możliwości projektowania budynków, które są nie tylko efektywne pod względem energetycznym i przyjazne dla środowiska, ale także komfortowe i zdrowe dla użytkowników. To krok w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości budownictwa. Dla inwestorów i klientów rynku nieruchomości oznacza to nie tylko korzyści ekologiczne, ale także oszczędność kosztów eksploatacji. Zdecydowanie warto inwestować w te innowacje, aby zapewnić sobie lepszą jakość życia i korzystać z nieruchomości, które są gotowe sprostać wyzwaniom przyszłości.