今日のスマートビルディングにおけるIoTの活用方法
ポップカルチャーでは、オンデマンドで建物を操作できる仮想アシスタントの夢で観客を魅了することが多々ある。参照: アイアンマンのJARVIS、または宇宙家族ジェットソンのホーム。これらのテクノロジーの多くは、未来の非現実的な空想を目指しています。
しかし、ここ数十年で、 センサー、 人工知能、そして モノのインターネット (IoT) インテリジェントビルの幻想を現実に近づけることができました。
今日、世界中のインテリジェント ビルは、高度なスマート ビルディング テクノロジーを活用して、効率性の向上、人間の生産性の強化、最先端の安全性の提供、メンテナンス コストの削減を実現しています。
この記事では、スマート ビルディングでIoTが活用されている3つの意外な方法を紹介し、地球上で最もインテリジェントなビルディングの背後にあるテクノロジーを詳しく見ていきます。
IoTビルシステム技術
信頼性とメンテナンスは、システムが「スマート」であるかどうかに関係なく、構築システムにとって非常に重要です。超高層ビルで唯一機能しているエレベーターを待つために長い列に並んだことがある人なら、その意味が分かるでしょう。地球上のほぼすべてのスマート ビルディングでは、これらの重要なビルディング システムの信頼性を最大限に高めるために、 予測メンテナンス テクノロジー が活用されています。IoTに接続された 振動センサー、 加速度計、 温度センサーなどの予知保全アプリケーションは、システム、サブシステム、さらには単一のコンポーネント内の動作異常を特定できます。
これらの予測メンテナンス アプリケーションは、監視対象の各ビル システム向けに構築された特注のテクノロジであることが多く、IoTを介して大規模なビル管理システム (BMS) に集約されます。つまり、それらはすべて集中型のレポートおよび分析ネットワークに接続され、技術者やビルエンジニアがシームレスにアクセスできるようになります。
たとえば、商用HVACユニットは、専用の監視システムを介して個別に監視できる数十個のモーター、ファン、ポンプ、および複雑なサブシステムで構成されることがよくあります。その後、各ユニットの監視システムを、より大きなビル監視システム (BMS) に統合して、異常をインテリジェントに検出および予測し、保守スタッフに通知し、安全上重要なデバイスのダウンタイムを制限することができます。
さらに、エレベーター システムの予測メンテナンスにより、信頼性を最大限に高め、乗客の安全性を高めることができます。57基の独立したエレベーターを備えた163階建てのブルジュ ハリファなどの超高層スマート ビルでは、エレベーター システムがビルの安全性と運用にとって非常に重要です。2010年2月、ブルジュ・ハリファの124階にある展望台は電力供給の問題により2か月間閉鎖され、観光客は45分間各階に閉じ込められた。
スマート ビルディングにおけるIoT予測メンテナンス テクノロジー は安全性と操作性にとって非常に重要であり、これらのシステムは既存のビルディングに後付けされる最初のスマート ビルディング テクノロジーとなることがよくあります。
スマートビルにおけるエネルギー管理技術
IEA（国際エネルギー機関）は、2019年に建築部門が 130 EJ（36兆kWh） の電力を消費したと推定しています。当然ながら、スマートビルディングソリューションは、アクティブなエネルギー管理システムを使用してエネルギー消費を削減し、生産性を向上させることを目的としています。スマート ビルディング エネルギー管理システムは、IoTアプリケーションを利用してエネルギー管理センサー、 アクチュエーター、デバイスを接続し、集中型ソフトウェアですべてを管理できるようにします。
このIoTフレームワークは、多くの場合、建物の機能方法を学習し、人間の介入をほとんど必要とせずに施設システムを最適化するAIテクノロジーによってサポートされています。世界中の建物にはさまざまな種類のエネルギー管理システムがあり、それぞれに異なるエネルギー管理のニーズがあります。
たとえば、オランダの The Edge ビルは、ビルのIoTネットワークに統合された28,000個を超えるセンサーを活用しており、世界で最も「グリーン」なビルの1つとされています。これらのセンサーは、さまざまな予測メンテナンス アプリケーションや建物のサブシステムにまたがり、建物全体のエネルギー効率を最大限に高めます。
The Edgeは、BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) 評価で98.36% を獲得し、地球上で最もエネルギー革新的な建物とみなされています。この建物は太陽放射を最大限に活用することを目的としています。北向きのファサードは複数階のガラスのアトリウムで構成されており、建物内に十分な自然光が入ります。南面には電気を生み出すソーラーパネルとコンクリートの壁が備えられており、熱を吸収・保持しながら内部空間に日陰を作ります。
建物が余分なエネルギーを吸収した場合、そのエネルギーは400フィートの深さの帯水層熱エネルギー貯蔵 (ATES) システムに移送され、寒い時期に暖房の目的で使用されます。ソーラーパネル とATESシステムを制御するセンサーは、建物のIoTネットワークに統合され、建物のエネルギー消費を最適化します。
さらに、The Edgeの照明システムは、イーサネット ケーブルを介して電源供給 (および監視) される6,000個の低エネルギーLED照明器具で構成されています。これらの照明器具には、 動き検出、温度、 光センサーが搭載されています。これらは建物のネットワークとデータ分析プラットフォームに統合されており、常に最適化されています。
The Edgeで使用されているようなスマートなエネルギー管理IoTアプリケーションは、将来的に世界中の建物の電力消費に革命を起こすことを目指しています。
建物内のスマートな人材管理
スマート ビルディングにおけるIoTテクノロジーのおそらく最も先進的な形態であるスマート ピープル マネジメントは、最近、地球上で最も先進的なビルディングに統合されました。IoT人材管理テクノロジーは、建物居住者の位置を監視および最適化することで、建物居住者のエネルギー使用量を最小限に抑えながら、必要な協力者との生産性を最適化することを目指しています。
トロントにあるシスコ カナダ本社は、人、プロセス、データ、モノを単一の統合ネットワークに接続して作業環境を最適化する最先端の人材管理システムを誇っています。このシスコのビルには指定されたデスクやオフィスはなく、むしろ、あなたのスケジュール、既知の協力者、その他の占有状況に基づいて、ビル側がどこに座るべきかを伝えます。
このコンセプトにより、巨大な本社ビルをアドホックに使用できるようになり、使用する必要のないスペースやフロアを「オフ」にして、ビルの運用コストを節約できます。IoTビルディング ネットワークの革新的な統合により、個人は個人のスマートフォン アプリケーションを利用して作業カレンダーを統合し、作業環境の設定を行ったり、温度や照明スタイルをカスタマイズして好みに合わせて自動的に調整したりできるようになります。
建物もダイナミックです。壁を自動的に移動して収容人数を調整し、さまざまな規模の会議に対応できます。施設にはインテリジェントな 近接センサー これにより、ユーザーはスマートフォンが近くにあることを知るだけで、建物内のどのデバイスからでも仮想会議に参加できるようになります。各部屋には人追跡センサーが備えられており、その空間に何人の人が滞在しているかを把握し、滞在人数に合わせて温度、湿度、照明の設定を自動的に調整します。
一部のスマート ビルでは、交通渋滞を最小限に抑えるために、通常の到着時間と出発時間に基づいて駐車スペースが自動的に割り当てられます。エレベーター システムは目的階の要件に基づいて動作し、不要なエレベーターの使用を減らし、乗客の移動を効率化します。
最終的に、スマート ビルディングにおける人材管理のためのIoTアプリケーションの目標は、建物の効率性と使用ニーズのバランスを取りながら、居住者に柔軟性を提供することです。
現代のスマートビルディングにおけるIoTの活用
現代のスマート ビルにはモノのインターネット (IoT) が組み込まれています。IoTは現在、複雑な建物のインフラストラクチャ システムの効率を監視したり、占有状況に基づいて照明システムのエネルギー消費を最適化したり、必要に応じてエレベーターの動作を最適化したり、グリーン エネルギー システムを制御したりするために使用されています。
アラブ首長国連邦では、2022年5月に入居開始予定のBee'ah本社が、初のAIベースのスマートコンシェルジュをテストしていると言われている。このシステムは、従業員や訪問者が予約をしたり、建物内を移動したり、乗り物を呼んだりするのを手助けします。JARVISシステムの機能と不気味なほど似ています。
それでも、IoTスマート ビルディング ソリューションがエネルギーと人間の効率性の未来への道であることは明らかです。そして間違いなく、IoTは、まだ実現されていない革新的なテクノロジーをさらに実現する日も遠くありません。