У міру зусиль міст щодо зниження викидів вуглецю, до архітектурних проектів ставляться нові вимоги: вони повинні споживати менше енергії, зберігаючи при цьому комфорт для мешканців. Це завдання ускладнюється при розробці будівель з нульовим енергоспоживанням, які мають генерувати стільки ж енергії, скільки споживають.
Про це пише видання Interesting Engineering.
Більшість сучасних інструментів проєктування працюють зі статичними симуляціями. Це означає, що вони не показують, як змінюються температура, рух повітря та рівень комфорту в приміщенні, коли змінюється сам проєкт будівлі. Через це архітектори часто змушені ухвалювати важливі рішення без чітких даних у реальному часі.
Це особливо актуально для систем кондиціювання, відомих як Task-Ambience Air Conditioning (TAAC). Ці системи дозволяють окремо налаштовувати мікроклімат безпосередньо у зоні роботи та в інших частинах приміщення. Після їх встановлення вони сприяють зниженню енергоспоживання, але раніше проектувальники не мали відповідних інструментів для оцінки їхньої ефективності на стадії планування.
У новому дослідженні науковці створили цифрового двійника з підтримкою штучного інтелекту, який дозволяє архітекторам і інженерам оцінювати споживання енергії та рівень комфорту ще до початку будівництва. Система працює не зі статичними розрахунками, а дає змогу тестувати різні варіанти проєкту та кондиціювання в реальному часі. Це допомагає раніше виявляти недоліки та проблеми з комфортом.
Проєкт очолив професор Тенг з університету Канадзави в партнерстві з дослідником з університету Фушоу. Разом вони створили символічну модель штучного інтелекту, що базується на правилах, яка отримала назву VEEM-ZEB. Ця модель була спеціально розроблена для будівель, що споживають нульову енергію, в яких реалізується система TAAC.
Модель не сприймає будівлю як єдину кліматичну зону. Замість цього вона окремо досліджує повітря в безпосередній близькості до робочих місць і в усіх приміщеннях загалом. Такий підхід дозволяє одночасно аналізувати енергетичні витрати та тепловий комфорт, використовуючи стандартні показники PMV і PPD, які вказують на рівень комфорту людей у середовищі. Результати представлені у форматі віртуальної реальності, що дозволяє проєктувальникам миттєво оцінити, як зміни в плануванні, кількість осіб або регулювання параметрів впливають на енергоспоживання та комфорт.
Система здатна обчислити приблизно 48 тисяч різноманітних варіантів проєктів і режимів функціонування. Дослідники провели експерименти, вивчаючи сезонні коливання, кількість співробітників в офісах та поведінкові аспекти людей. На основі отриманих даних, модель ефективно ідентифікує більш енергоефективні та комфортні конфігурації, що створює чіткішу основу для прийняття рішень.
Основна характеристика даної розробки полягає в тому, що оцінювання системи TAAC було переміщено з фази експлуатації на стадію проектування. Тепер архітектори мають можливість порівнювати різні охолоджувальні стратегії ще до початку будівництва. Трирівнева система цифрового двійника об'єднує зрозумілу модель штучного інтелекту, засновану на правилах, з VR-середовищем, що дозволяє працювати з реальними даними замість припущень.
Замість розрахунків після завершення будівництва проєктанти можуть одразу бачити, як їхні рішення вплинуть на економію енергії та комфорт у реальних умовах. Дослідники очікують, що цей інструмент використовуватимуть у щоденній практиці як систему підтримки рішень для проєктування будівель із нульовим споживанням енергії.
#Архітектор #Інженер #Модель #Штучний інтелект #Вода #Стратегія #Кондиціонер #Вуглець #Офіс #Мікроклімат #Проєктування #Споживання енергії #Енергетика #Пасажирські перевезення в Джакарті #Університет Канадзава
