Xu hướng tòa nhà thông minh: Xanh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn

Lượng người sống tại các thành phố đang ngày càng tăng. Trong Báo cáo về Triển vọng Đô Thị Hóa trên thế giới đưa ra vào năm 2018, Vụ Kinh tế và Xã hội của Liên Hợp Quốc dự báo rằng đến năm 2050, khoảng 68% dân số thế giới sẽ trở thành cư dân thành thị.

Điều này có nghĩa là các nguồn tài nguyên hiện có phải được sử dụng hiệu quả hơn và mức tiêu thụ năng lượng tổng thể cũng như lượng khí thải carbon dioxide cần phải được giảm bớt.

Thực tế là các tòa nhà lại có thể đóng vai trò quyết định trong việc giải quyết thách thức này. Hệ thống tự động hóa và điều khiển tòa nhà thông minh có thể giúp tăng hiệu quả hoạt động của tòa nhà bằng cách khai thác thông tin dữ liệu từ các cảm biến.

Lợi ích mà các tòa nhà thông minh mang lại không chỉ là hiệu quả cao hơn. Các cảm biến và bộ phận truyền động được bố trí một cách thông minh để có thể liên tục theo dõi và điều chỉnh giá trị cài đặt về chất lượng không khí và ánh sáng, đảm bảo môi trường làm việc tối ưu, tăng năng suất sự thoải mái cho cư dân của tòa nhà.

Tòa nhà The Edge ở Amsterdam, Hà Lan là một ví dụ điển hình về cách thức công nghệ thông minh giúp cắt giảm chi phí và tăng năng suất trong các tòa nhà. Tòa nhà văn phòng rộng 40.000 m2 này được trang bị khoảng 28.000 cảm biến cho phép hệ thống quản lý tòa nhà (BMS) thu thập thông tin về các thông số quan trọng như độ ẩm, ánh sáng và nhiệt độ để dựa vào đó tự động kích hoạt và điều chỉnh các hoạt động của tòa nhà, đảm bảo rằng hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), ánh sáng và các hệ thống khác luôn hoạt động hiệu quả nhất có thể. Nhờ vậy, The Edge tiêu thụ ít điện hơn 70% so với các tòa nhà văn phòng thông thường, khiến nó trở thành một trong những cấu trúc thông minh và tiết kiệm năng lượng nhất trên thế giới.

Thị trường thiết bị xây dựng thông minh được dự đoán sẽ tăng gấp đôi vào năm 2022 với tốc độ tăng trưởng trung bình năm khoảng 16%.

Các tòa nhà ngày nay đương nhiên sẽ không thể đạt đến cấp độ thông minh toàn diện trong một sớm một chiều. Thay vào đó, cần cải tiến và nâng cấp từng bước một.

Ví dụ về "Giám sát tình trạng" (Condition Monitoring) dưới đây có thể cho thấy phần nào cách thức các tòa nhà có thể dần chuyển đổi sang cấp độ thông minh tiếp theo.

Giám Sát Tình Trạng

Sự cố ở thiết bị và hệ thống như thang máy, điều hòa không khí là những xáo trộn lớn có thể làm gián đoạn hoạt động thông suốt của tòa nhà. Vì hệ thống trong các tòa nhà thông minh được kết nối, ngay cả những vấn đề nhỏ cũng có thể làm gián đoạn đáng kể hoạt động tổng thể của tòa nhà. Do đó, các đơn vị vận hành tòa nhà rất quan tâm đến các phương án giám sát tình trạng của cơ sở thiết bị đã lắp đặt và dự đoán các sự cố trước khi chúng xảy ra.

Cảm biến đóng vai trò quyết định trong việc giám sát tình trạng của thiết bị. Được đặt bên trong hoặc bên ngoài thiết bị, cảm biến thu thập dữ liệu về các thông số khác nhau phản ánh trạng thái hoạt động của thiết bị. Dự đoán bảo trì là bước hợp lý tiếp theo sau khi tiến hành giám sát tình trạng nhằm ước tính thời điểm thiết bị có nhiều khả năng xảy ra sự cố nhất và kích hoạt cơ chế bảo trì chủ động kịp thời.

Tại sự kiện Light + Building diễn ra ở Frankfurt tới đây, Infineon sẽ trình diễn công nghệ giám sát tình trạng và bảo trì dự đoán trong hệ thống HVAC. Thông qua hợp tác với nhà phát triển giải pháp đám mây, loT Klika Tech và được cung cấp bởi Amazon Web Services, thiết bị sẽ thể hiện tiềm năng của cảm biến trong việc giám sát tình trạng và các giải pháp bảo trì dự đoán cho các tòa nhà thông minh.

Tự động hóa tòa nhà yêu cầu giá trị đầu vào từ các cảm biến để kích hoạt cơ cấu chấp hành và tự động hóa các quyết định trên tất cả các miền. Các giải pháp bán dẫn cung cấp nền tảng cho quá trình thông minh hóa, với các cảm biến, IC quản lý nguồn, vi điều khiển và IC bảo mật cung cấp liên kết quan trọng giữa thế giới thực và thế giới kỹ thuật số. Nhờ các công nghệ tiên tiến cùng giải pháp kết nối thông minh, các tòa nhà ngày nay có thể được biến thành những tòa nhà xanh, thông minh trong tương lai, giúp giải quyết những thách thức mà quá trình đô thị hóa và biến đổi khí hậu đặt ra cho toàn xã hội.