Se necesita un «cirujano» para reducir las emisiones de un edificio

Dado que el cambio climático es una realidad mundial (solo Estados Unidos fue responsable de 6450 millones de toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero en 2017, por encima de los niveles de 1990), los legisladores enfatizan la necesidad de reducir las emisiones de los edificios comerciales.

En nueva yorkpor ejemplo, los funcionarios aprobaron leyes para reducir las emisiones en grandes edificios en un 40 por ciento para 2030. los Angeles y Washington DC, están implementando sus propias iniciativas de construcción ecológica. Y si bien la legislación es clara, significa que la carga ha recaído en los propietarios de edificios para encontrar formas de reducir las emisiones sin sacrificar la comodidad de los inquilinos y la funcionalidad del edificio ni perjudicar los retornos de la inversión. Esto no es tarea fácil.

Si bien es sencillo encontrar productos llave en mano (calderas, bombas, iluminación, etc.) que prometen «eficiencia energética», esas promesas ignoran la naturaleza compleja en la que operan los edificios. Los edificios grandes no salen de las líneas de montaje, y la forma en que un edificio reaccionará a un enfriador de «eficiencia energética» no está determinada por el enfriador, sino por muchos factores exclusivos del edificio específico (por ejemplo, el diseño del edificio, la utilización del espacio y capacidades del sistema de control).

Para los propietarios de edificios que buscan reducir las emisiones mientras mantienen la comodidad de los inquilinos, la tarea implica observar los edificios de manera integral y comprender los sistemas que los calientan, enfrían y alimentan. Este proceso requiere un verdadero experto, esencialmente un cirujano, para realizar la evaluación e identificar las medidas de optimización.

EL DIAGNOSTICO

Antes de realizar un procedimiento, un cirujano revisa el historial médico del paciente, realiza un examen físico y aprende sobre los hábitos del paciente (sueño, dieta, ejercicio, etc.). Luego, el cirujano evalúa las pruebas de diagnóstico, como análisis de sangre, resonancias magnéticas y radiografías. Habiendo examinado estos factores, el médico utilizará su educación y experiencia para determinar el mejor procedimiento y considerará la viabilidad de la cirugía.

Los propietarios de edificios y sus equipos de propiedad deben emular a los cirujanos y «tomar el pulso» de su edificio para comprender cómo funcionan sus sistemas juntos para calentarlo, enfriarlo y alimentarlo. La implementación de actualizaciones no se traduce automáticamente en una reducción de energía (al igual que un reemplazo de cadera no significa automáticamente que un paciente caminará más rápido). La clave para reducir el consumo es comprender que cada edificio no es una colección de sistemas aislados, sino un ecosistema en el que las diferentes partes interactúan según los principios rectores de la termodinámica. Y el desempeño de cada edificio se ve afectado por su diseño, utilización y condiciones ambientales.

BISTURÍ, POR FAVOR

Históricamente, los propietarios de edificios generalmente se basaban en gran medida en el análisis de los ingenieros que tenía un alcance limitado y estaba fragmentado. Si bien estos análisis se basaron en ingeniería sólida, también se basaron en gran medida en datos limitados y no predictivos.

Imagínese si los médicos tuvieran una herramienta holística que trajera el historial médico de un paciente, los resultados de las pruebas y otra información en un modelo de su anatomía única. Con un modelo virtual, los médicos podrían evaluar mejor los resultados asociados con diferentes tipos de procedimientos al simular cómo respondería el cuerpo. En cambio, los cirujanos tienen que confiar en evaluaciones y pruebas de diagnóstico. A través de un proceso a menudo manual, reúnen todos los datos y emiten un juicio basado en su experiencia y en información ciertamente imperfecta.

Afortunadamente, aunque algo complejos, los edificios son más simples que el cuerpo humano. Al aprovechar la última tecnología, se pueden crear representaciones de edificios de alta precisión para ayudar a los propietarios y sus equipos inmobiliarios a comprender cómo funcionan sus edificios y cómo mejorarlos. Se ha utilizado una tecnología similar durante años en el diseño de fabricación y la optimización del rendimiento para la industria aeroespacial, energética y otras.

PASOS TECNOLÓGICOS EN

Los avances en los dispositivos de Internet de las cosas, la ciencia de datos y el aprendizaje automático han creado un nuevo frente para evaluar el rendimiento de los edificios. Las más completas de estas soluciones son los modelos de simulación o «gemelos digitales».

En pocas palabras, un gemelo digital es una réplica de un edificio virtual. un energía mellizo” permite a los propietarios no solo comprender cómo funcionan los edificios en relación con el diseño, sino también predecir con una precisión casi perfecta cómo las actualizaciones afectarán el rendimiento del edificio, el consumo de energía y la rentabilidad de la inversión.

Un gemelo de energía digital simula todo el funcionamiento de un edificio. El gemelo se crea mediante la recopilación de datos como el diseño del edificio y la información de utilización, datos operativos en tiempo real (temperaturas de zona, funcionamiento del equipo y consumo de energía) e información meteorológica para obtener una imagen completa del edificio.

Una vez que se crea un gemelo preciso, el software puede ejecutar simulaciones en diferentes actualizaciones de edificios (p. ej., reprogramar sistemas existentes, reemplazar calderas o enfriadores, actualizar motores) para medir el impacto en el rendimiento y el consumo de energía. La naturaleza dinámica de estos modelos le permite evaluar innumerables escenarios futuros, teniendo en cuenta los posibles cambios en la utilización del espacio (densidad de ocupación, planos de planta, cargas de conexión, etc.) y el clima. Por ejemplo, si parte de un edificio de oficinas se puede convertir en un espacio de trabajo conjunto, un gemelo energético digital puede calcular el impacto en las cargas de refrigeración, el consumo de energía y el desgaste de los equipos.

En los últimos años, evalué muchos sistemas de control de edificios y plataformas de software de administración de energía, pero ninguno tiene los poderes potenciales de reducción de emisiones de los gemelos de energía digital, razón por la cual en Bractlet comenzamos a desarrollar el nuestro. Un ejemplo reciente demuestra el poder de estos gemelos.

Hace aproximadamente un año, nuestro hardware de recopilación de datos se implementó en un gran edificio en Nashville y construimos un modelo para identificar oportunidades para mejorar el rendimiento del edificio. Nuestras recomendaciones resultantes pronosticaron ahorros de energía de aproximadamente el 31 por ciento. Estas optimizaciones incluyeron la reprogramación del sistema de automatización del edificio para calentar y enfriar el edificio de manera más eficiente, mientras opera menos el equipo, lo que resultó en costos operativos más bajos y una vida útil más larga del equipo.

Por supuesto, un pronóstico es tan bueno como su precisión. Sin embargo, 16 meses después de nuestro cálculo, los ahorros de energía pronosticados para los proyectos implementados han sido exactos en un 99 por ciento.

En mercados como Nashville, no existe un impulso legal para la reducción de emisiones. Sin embargo, el alto nivel de precisión en los gemelos energéticos digitales brinda a los propietarios de edificios una herramienta para medir el impacto financiero preciso, lo que justifica la reducción del uso de energía.

EVALUACIÓN POST-CIRUGÍA (LA RECUPERACIÓN)

De manera similar a las evaluaciones posteriores a la cirugía (que evalúan cómo se recuperan los pacientes para determinar si se requiere un tratamiento adicional), después de realizar mejoras en un edificio, es posible que un gemelo de energía digital controle el rendimiento y el consumo de energía del edificio para asegurarse de que esté funcionando. de manera óptima y las actualizaciones fueron exitosas. En la medida en que no lo fueran, el propietario se arriesga a una serie de problemas.

En un ejemplo sorprendente, un gran edificio de oficinas había instalado un enfriador de “eficiencia energética” de $500,000. Sin el conocimiento del propietario del edificio, el sistema se instaló incorrectamente; en lugar de aumentar la eficiencia, estaba devorando energía. Con nuestro gemelo de energía digital, identificamos el problema y trabajamos con el equipo de la propiedad, el fabricante del equipo y la empresa de contratación para brindar una acción correctiva.

A medida que las ciudades de todo el país intensifican los esfuerzos para combatir el cambio climático, se ha convertido en un desafío para los propietarios de edificios con una visión relativamente limitada de las operaciones de construcción para reducir las emisiones de los edificios. En este entorno, es imperativo que los propietarios de edificios se asocien con proveedores de tecnología para evaluar mejor el rendimiento del edificio, identificar oportunidades de reducción de energía y reducir los gastos operativos de la manera más holística.