A digitalizáció az élet minden területén egyre nagyobb teret nyer, így az építőiparban is. Újonnan induló Körkérdés című cikksorozatunkban azt igyekszünk körbejárni, hogy a folyamatok digitalizálása hogyan függhet össze az energiahatékonysággal és milyen szinteken tud mindez megjelenni az építéságazatban. Cikkünkben négy területet érintünk, az azokban tevékenykedő szakemberek megkérdezésével, véleményük, álláspontjuk bemutatásával.
Digitalizáció az alapoktól kezdve az épület teljes életciklusán át
Amikor energiamegtakarításról beszélünk az építőiparban, legtöbbeknek az épületüzemeltetési rendszerekkel való gazdálkodás jut eszébe. Természetesen a legnagyobb megtakarítás ezen a szinten érhető el, ugyanakkor már az alapoktól kezdve alkalmazott digitalizációs módszerek is támogathatják az energiahatékonyságot.
Szalai Dóra, a TSPC Kft. BIM-menedzsere lapunknak elmondta, a BIM épületinformációs modellezés kulcsszerepet játszhat a közel nulla energiaigényű épületek kivitelezésében. „A BIM nagy előnye, hogy a céljának megfelelően minden szükséges információt tartalmaznak a modellelemek. Így a kivitelezés során felmerülő kérdésekre lényegesen rövidebb idő alatt található meg a válasz, mint egy hagyományos kivitelezési eljárás eseteben.” – fogalmazott a szakember.
Arra a kérdésre, hogy a BIM, miként támogathatja egy épület energiahatékonyságát, Szalai Dóra elmondta, a legnagyobb nyereséget az épület teljes életciklusa során végig vitt BIM-modell alkalmazásában látja. Kiemelte: Egy energetikailag hatékonyan megtervezett, ennek megfelelően kivitelezett épület BIM-modellje folyamatosan karbantartva alkalmas a különböző életciklus fázisok igényeit kielégíteni. A szakember az épületüzemeltetést emelte ki, hiszen itt realizálódnak először az energetikai nyereségek. Ebben a fázisban a tervezési, kivitelezési adatok használatán túl a BIM összekapcsolható a gépészeti, épületfelügyeleti rendszerekkel, szenzorokkal is, így egy teljeskörű, optimalizált működés alakítható ki.
A hosszú távú eredmények kapcsán hangsúlyozta, a kulcs a teljes életcikluson keresztül való BIM-alkalmazás. E téren szintén az üzemeltetést emelte ki: az épületet szenzoros technológiával felszerelve az adatok becsatornázhatóak a BIM-modellbe, ami így lehetőséget ad egy folyamatos elemzésre is. „Tehát ezáltal megvalósítható az autóiparból már jól ismert digitális iker – Digital Twin, DT – fogalma. Lehetőség van a valós épület meghibásodásának megelőzésére, felújítási, karbantartási variációk elemzésére, és a folyamatos monitorozással működési analízisekre, előrejelzésekre is. Az energetikai célú vizsgalatokkal pedig jelentős energiamegtakarítások érhetők el.”
Arra a kérdésünkre, hogy melyek a kulcsfontosságú fázisok a BIM-tervezésnél ahhoz, hogy az eredmény minél jobb legyen az energiahatékonyság terén Szalai Dóra elmondta, véleménye szerint a szimuláció optimalizáció és a folyamatos monitorozás az, ami az energetikailag hatékony épület szempontjából igazan fontos. Kiemelte, ezeknek már a kezdeti fázisokban való alkalmazásával nagy eredményeket lehet elérni, és hozzátette: a BIM használatával pedig ez könnyebb, mint valaha. „Több más mellett a geometriai, épületszerkezeti, gépészeti adatok egy helyen állnak rendelkezésre, sőt, vannak olyan BIM tervező szoftverek is, melyek egy platformon belül adnak lehetőséget egyszerűbb optimalizációs számítások elvégzésére.” – mutatott rá a szakember.
Szalai Dóra elmondta, a tervezés mellett az üzemeltetés során gondolja meg kiemelten fontosnak a BIM alkalmazását. Kiemelte: „A működés folyamatos figyelése, illetve a BIM modell FM modellként való alkalmazása is kulcsfontosságú. A mért adatok folyamatosan ellenőrizhetővé válnak, a karbantartási, felújítási munkák pedig pontosan tervezhetők lesznek.”
Otthonaink épületautomatizálásának hatása az energiafogyasztásra
Miként lehet energiát megtakarítani azzal, ha digitálisan szabályozzuk a fűtést, a fényviszonyoknak megfelelően automatikusan tudjuk beállítani otthonunk világítását, vagy az árnyékolókat? Mennyi energiát takaríthatunk meg, ha házunkat „okosítjuk”? Ennek jártunk utána az OOT Technologies Kft. ügyvezetője, tulajdonosa, Rónai Balázs segítségével.
A smart home vezérléssel foglalkozó cég vezetője ismertette: Magyarországon a háztartási energiafelhasználás 71 százalékát fűtésre, 13-at használati melegvízre, 11-et háztartási elektromos készülékekre, 5 százalékot főzésre és elenyésző arányt hűtésre fordítunk. Ebből látszik – mutatott rá a szakember –, hogy a legtöbbet a fűtésen lehet megtakarítani. Mint mondta, a legnagyobb eredményt elsősorban a szigeteléssel lehet elérni, ezt követi a hőszivattyú, kondenzációs kazán használata. Hozzátette, ezen a területen 10-15 százaléknyi fűtési energiát tudunk megtakarítani otthonautomatizálással oly módon, ha okos termosztátokat, radiátor termofejeket használunk.
A cél , hogy amikor nincs szükség melegre egy helyiségben – mert például nem vagyunk ott –, akkor lejjebb vesszük a hőmérsékletet. A cégvezető rámutatott, ha csak egy fokkal hűvösebbre állítjuk a fűtést, azzal hőszigeteléstől függően 1-3 százalékot tudunk megtakarítani a fűtési energiában. „Az okos szabályozással éppen azt tudjuk elérni, hogy úgy csökkentjük a lakásban átlagosan a hőmérsékletet, hogy az nem rontja a lakók komfortérzetét.” – fogalmazott Rónai Balázs.
A másik terület, ahol az otthonunk energiafogyasztásában megtakarítást érhetünk el, az a használati melegvíz előállítása és a cirkuláció (ahol van ilyen). A melegvíztárolós megoldásoknál, elektromos bojlereknél időzítéssel lehet takarékoskodni. Rónai Balázs felhívta a figyelmet, a víztárolóban nem szükséges folyamatosan 40-50 fokos víznek rendelkezésre állnia. A várható felhasználási időszakok előtt 1-1 órával – a szükséges idő bojlertől függ – elegendő bekapcsolni a vízmelegítést. Hasonló a helyzet a cirkulációnál is, itt sem szükséges a nagy hőveszteséggel járó éjjel-nappali működés, a használati időszakokhoz lehet időzíteni az okosotthon-rendszerrel, és így szintén tudunk energiát megtakarítani – hangsúlyozta a szakember.
A további háztartási elektromos készülékek, valamint a világítás esetében ugyancsak az időzítés támogathatja az energiamegtakarítást – mutatott rá Rónai Balázs. Hozzátette: „Automatikusan felkapcsolódó, vagy időzített világítással, továbbá az „energiavámpír” elektronikus eszközök használaton kívüli kikapcsolásával tudunk megtakarítani. Ezeket az időzítéseket tudja kezelni okos konnektorok segítségével egy otthonautomatizálási rendszer.”
A cégvezető elmondta azt is, hogy a magyar statisztikákban amiatt ilyen alacsony a hűtésre fordított energiaköltség, mert a háztartásoknak csupán 4 százaléka van felszerelve légkondicionálással. Hozzátette, ugyanakkor ez a szám az utóbbi években rohamosan emelkedik, így ezzel is érdemes foglalkozni. Kiemelte, a hűtésen elsősorban okos árnyékolással lehet megtakarítani, azaz erős napsugárzás esetén a nap felöli oldalon automatikusan zárjuk ki a meleget okozó sugarakat. Emellett az időzítés itt is segít – tette hozzá Rónai – , hiszen nem szükséges folyamatosan mennie a légkondicionálónak sem, csak akkor és ott, ahol tartózkodunk, és ez is megoldható egy okosotthon rendszerrel.
Az automatizált rendszerekkel már eleve felszerelhetjük otthonunkat, de utólag is beépíthetők, integrálhatók. A rendszer kiépítésének megtérülésével kapcsolatban Rónai Balázs leszögezte, az nagyon sok paraméterről függ. Egy 100 m2-es lakás okosotthon-rendszere 700 ezer forinttól akár 3 millió forintig is terjedhet. A megtakarítás mértékével kapcsolatban az ügyvezető elmondta: „Számtalan tényező befolyásolja. Optimális esetben cégünk számításai szerint a fűtésen 10-13, a használati meleg vízen 25, a hűtésen akár 50, a világítás és elektronikus készülékek használatán pedig 25 százalék energiát lehet megtakarítani egy automatizált rendszerrel.”
Létesítményüzemeltetés digitális támogatással
A létesítményüzemeltetést a BIM kapcsán már érintettük. Magyar Borbála, a New Version Kft. projektvezetője segítségével részletesebben is körbejárjuk azt, hogy miként lehet spórolni az energián a létesítményüzemeltetés digitális támogatásával.
A szakember elmondta, az elmúlt években a terület digitalizációja elsősorban a reaktív üzemeltetési magatartás helyett a proaktivitást támogatta. Az energiafelhasználás szempontjaira a klímaváltozás és az energiaválság hatott, a fogyasztói trendeket a jelenlegi energiaforrások alternatív kiváltásának szándéka jellemezte, ez azonban nem egyenlő a fogyasztás limitálásának szándékával – hangsúlyozta Magyar Borbála. „Ma – amikor az alternatív források még nem állnak elegendő mértékben rendelkezésre – a fókusz azon van, hogy a jelenleg használt energiaforrások felhasználásával hogyan lehet takarékoskodni. Mára már nem csak az a lényeg, hogy a meglévőt cseréljük alternatívra, hanem hogy a meglévőből fogyasszunk kevesebbet. A proaktív üzemeltetési szemlélet mellett megjelent az energiatudatos üzemeltetés digitalizált támogatásának igénye.” – fogalmazott a szakember.
A létesítmények energiatakarékossága szempontjából kiemelt jelentősége van az adatoknak és azok feldolgozásának. Amint azt Magyar Borbála is elmondta, a fogyasztás csökkentéséhez a működés méréséből származó, hozzáférhető és használható adatokra van szükség, a definiált KPI-ok alapján összeállított riportok segítségével lehet megtakarítási célokat megfogalmazni. Adatok birtokában kimutathatók a kevésbé energiahatékony helyszínek (épületek, berendezések), az alkalmazott gazdaságtalan üzemeltetési rutinok, ezek megoldására egyszerű fejlesztések vagy komplex beruházások tervezhetők. Valós adatok nélkül a spórolás nagyon nehezen értelmezhető.
Azt, hogy mely területeken lehet a legnagyobb megtakarítást elérni, az adatok feldolgozása támogatja. Az adatbázis digitális felületén az épülethez és alrendszereihez rögzített műszaki és fogyasztási adatok könnyen aktualizálhatók és a különböző üzemeltetési területek és feladatok igényeinek megfelelően paraméterezhetők, ami az adatok sokrétű, szimultán felhasználását teszi lehetővé az épületüzemeltetésben. Az ilyen módon rendelkezésre álló adatokat az egyes területek szakemberei a tudatosabb gazdálkodás jegyében használhatják, összekapcsolhatóvá válik például a területgazdálkodási és az üzemeltetési részleg munkája, vagyis az épület – és akár az egyes helyiségek – aktuális kihasználtságának figyelembevételével szabályozhatók a gépészeti rendszerek (hűtés, fűtés, HMV-ellátás, szellőztetés) és azok energiahasználata – foglalta össze a szakember.
Hozzátette azt is, hogy a műszaki adatok mellett a berendezések üzembehelyezési, jótállási és karbantartási információi is felvehetők, mely segítségével a tervezett és eseti karbantartási feladatok és korszerűsítési igények együttes kezelése is a költségek csökkentését szolgálja. „Az épület üzemeltetése az ellátottak zavartalan működése mellett a szinergiák figyelembevételével optimalizálható, így már rövid távon is megtakarítást érhetünk el, de a digitális létesítménygazdálkodás a hosszútávú korszerűsítési stratégia kialakításában is elengedhetetlen támogatást biztosít.” – mutatott rá Magyar Borbála.
Egy már meglévő nagy épület, létesítmény – például irodaház, közösségi épület – esetében hosszú időnek, fáradtságos munkának tűnhet átállni egy digitális támogatású épületüzemeltetésre, ezért talán kevesebben vágnak bele, mint egy lakóotthon esetében.
A New Version szakembere elmondta, egy ebben érdekelt vállalkozás a tevékenyégéhez illeszkedően, testre szabható megoldások bevezetésével léphet be a digitális ügyvitel világába. Ezek sikere egyéb tényezőkön túl nagy mértékben függ a megfelelő előkészítéstől, a megcélzott működés átgondoltságától, illetve a szervezet felkészítésétől. „Egy ilyen átállás az épületüzemeltetési folyamatok újragondolását teszi szükségessé annak érdekében, hogy a digitalizált működés előnyei minél előbb és minél nagyobb hatékonysággal érvényesülhessenek az adott cég operatív működésében.”
A bevezetés idő és erőforrás szükséglete az épületüzemeltetési feladatok, illetve a megcélzott funkcionalitás összetettségének függvénye – emelte ki a szakember. Mint mondta, alapfunkciókkal történő megvalósítás időigénye 3 hónaptól indul, s nagyságrendileg 10-15 millió forintos beruházással lehet számolni. Hozzátette, összetettebb esetben ezen ráfordítások akár nagyságrendekkel is emelkedhetnek. Jelentősebb tétel egy bevezetés során az ingatlanállomány felmérése és ún. BIM-modell alapú ábrázolása, azonban fontos kiemelni, hogy ezen funkcionalitással kiegészítve lehetséges a digitális támogatás előnyeit maximalizálni – erősítette meg Szalai Dóra BIM-modellel kapcsolatos álláspontját.
A digitális építőipar szemlélete a fiatal szakemberek körében
Idén nyáron rendezték meg a Solar Decathlon Europe 2022 hallgatói innovációs házépítő versenyt. A rendezvénysorozat fő célja a megújuló energiaforrások használatának népszerűsítése, a fiatalok által alkalmazott módszerek között pedig szép számmal akadtak digitális megoldások is.
Dr. Kósa Balázs, a verseny egyetlen magyar csapatának egyik mentora, a PTE akkor adjunktusa elmondta, számára az egyik legaktuálisabb – és talán a közönséget leginkább megosztó – digitális módszer a svéd csapat újítása volt, akik a 3D nyomtatást választották innovációs megoldásként. „Véleményem szerint abban a nyersanyagválságban, amely a világot jelenleg alternatív anyagok, újító megoldások felé tereli szükséges számoljunk és gondolkodjunk erről a technológiáról.” – hangsúlyozta Kósa Balázs, aki immár a Soproni Egyetem munkatársa. Hozzátette: Ha házakat nem is hozunk létre majd ezekből az anyagokból, de kiegészítőket, szerkezeti elemeket gyártva színesíthetjük a palettát.
A Soproni Egyetem Faipari Mérnöki és Kreatívipari Kar Faépítészeti Intézetének docense kiemelte, a 3D nyomtatás építőiparban való alkalmazásához tapasztalati tőkét jelenthet más diszciplínáknál, például az orvostudományi területeken megszerzett tudás, ahol az eljárás kapcsán évek óta sikeres és eredményes fejlesztések zajlanak. A nyári nemzetközi versenyen a PTE csapata is számos digitális újítást vonultatott fel. Dr. Kósa Balázs ezek közül azt a szemléletmódot, tudatosságot emelte ki, ami a teljes tervezési szakaszt jellemezte. „A fenntarthatóság, a tudatos gondolkodásmód az, amit a házunk megtanít. Hiszen felelősségteljes kiművelt emberfők tudnak csak kitermelni minőségi, környezettudatos épületeket.” – fogalmazott a szakember.
Az építőipari digitalizáció oktatásban történő jelenlétével kapcsolatban kifejtette, a Pécsi Tudományegyetem több szegmensében is csatlakozik a témához, csakúgy, mint az ország összes felsőoktatási intézménye, köztük természetesen a Soproni Egyetem is.
Hangsúlyozta, nem is lehet más a cél, mint ennek a kérdéskörnek a lehető legalaposabb vizsgálata és lehetőségeinek kiaknázása. Ennek megfelelően a Soproni Egyetem tervei és oktatási rendszere is berendezkedett e tekintetben. „Bár még csak rövid ideje vagyok része az itteni rendszernek, mégis azt érzem, hogy kiváló kollégákkal, szakmailag kompetens munkaerővel rendelkezik az egyetem és ennek megfelelően nyitott az digitális innovációkra. Jelen van a kar életében a 3D nyomtatás, a digitális programok oktatása, a laborokban végzett munka, hiszen az építőipar a szemlélet átadásával kezdődik.”
Körkérdés cikksorozatunk következő része várhatóan 2-3 hét múlva jelenik meg.
Magyar Építéstechnika
SV
A cikkben megjelentett képek illusztrációk, forrásuk: pixabay.com, freepik.com.