Membangun ‘pintar’ untuk masa depan yang berkelanjutan – Majalah Time.com

Di jalan menuju masa depan yang berkelanjutan, bangunan harus beroperasi lebih cerdas.

Itu adalah inisiatif yang diperjuangkan Jong Bum Kim, asisten profesor studi arsitektur di University of Missouri. Dia memimpin tim peneliti untuk berinovasi bagaimana penggunaan energi bangunan dideteksi, dianalisis, dan dioptimalkan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan konsumsi energi.

“Misalnya, ketika sistem HVAC gedung digunakan terus-menerus, terlepas dari perubahan kondisi di luar, dapat terjadi peningkatan drastis dalam jumlah emisi gas rumah kaca dan konsumsi energi,” kata Kim, peneliti utama proyek tersebut. “Gas rumah kaca, seperti karbon dioksida, menghalangi panas keluar dari atmosfer bumi, mengakibatkan perubahan iklim global yang belum pernah terjadi sebelumnya.”

Bangunan menyumbang 40% dari konsumsi energi Amerika Serikat, dan di mana ada penggunaan energi, ada juga emisi berbahaya. Sejak Revolusi Industri dan urbanisasi yang bergantung pada mobil, manusia telah meningkatkan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer sebesar 48%.

Bangunan pintar dapat mengintegrasikan pemodelan bangunan, simulasi, dan teknologi sensor untuk berkontribusi pada dunia yang lebih ramah lingkungan.

Bimal Balakrishnan, profesor dan ketua Departemen Studi Arsitektur, menganggap lampu sensor gerak sebagai salah satu contoh paling sederhana dari elemen bangunan pintar. Ini mirip dengan cara orang mempertahankan homeostasis, menggigil agar tetap hangat dalam cuaca dingin, tetapi hanya ketika mereka perlu.

“Sekarang pikirkan itu meluas ke setiap aspek bangunan, semuanya terhubung sehingga bisa belajar dari dirinya sendiri,” kata Balakrishnan. “Itulah yang bisa dilakukan oleh bangunan pintar.”

Meletakkan fondasi

Penelitian bangunan pintar di MU semakin meningkat berkat kontribusi terbaru dari AT&T sebagai bagian dari Inisiatif Iklim Terhubung program. Para peneliti berencana untuk membangun situs uji inovatif di kampus MU yang akan menggabungkan konektivitas 5G di Ruang Inovasi di Cornell Hall dengan sensor gedung pintar yang melacak penggunaan energi dan efisiensi operasi gedung, yang berlokasi di Stanley Hall. MU adalah salah satu dari tiga universitas dan tiga tim industri yang dipilih untuk menerima kontribusi sebagai bagian dari AT&T Connected Climate Initiative.

“Kami percaya kolaborasi lintas industri sangat penting untuk membuat kemajuan dalam tujuan iklim global,” kata Charles Herget, AVP, Global Environmental Sustainability, AT&T. “Itulah mengapa kami meluncurkan AT&T Connected Climate Initiative. Dengan bekerja dengan para pemikir terkemuka dari komunitas akademik, bisnis, nirlaba, dan teknologi, kami dapat bekerja untuk membuka dan meningkatkan cara baru untuk teknologi yang terhubung ke internet dan 5G untuk membantu planet ini. Ini adalah inisiatif utama bagi kami untuk mencapai tujuan ambisius baru kami untuk secara kolektif mengurangi satu gigaton emisi gas rumah kaca pada tahun 2035.”

Mengingat kompleksitas tantangan penelitian, ini adalah tugas interdisipliner, jadi Sanjeev Khanna dan Fang Wang di College of Engineering dan Tojin Eapen di Trulaske College of Business, juga berkolaborasi dengan Departemen Studi Arsitektur dalam proyek tersebut.

Dari perspektif bisnis, bangunan pintar dapat mengurangi biaya energi sebanyak 30 hingga 50%. Sensor di Stanley Hall akan mengumpulkan informasi tentang penggunaan energi gedung dan tingkat hunian hampir secara real-time dan mengirimkan data tersebut ke “digital twin”, atau platform analisis berbasis simulasi virtual, di mana lingkungan virtual dapat membantu membuat keputusan tentang lingkungan dunia nyata. Ada banyak data yang perlu diproses untuk satu gedung, dan konektivitas 5G akan memungkinkan pekerjaan itu. Sensor akan memproses semuanya mulai dari suhu dan kelembaban hingga tingkat pencahayaan dan kualitas udara.

“Kami senang dengan kolaborasi yang memanfaatkan konektivitas 5G untuk penelitian dan pendidikan di universitas,” kata Kim. “Dengan peluang baru ini, siswa akan dapat memperluas perspektif mereka tentang bagaimana teknologi yang muncul dapat dengan cepat mengubah industri berkelanjutan menuju lingkungan bangunan nol-bersih.”

Tahun ini, para peneliti menyempurnakan lokasi pengujian mereka di Stanley Hall. Mereka berencana untuk mulai mengembangkan kembaran digital dan perangkat lunak lainnya pada Januari 2022. Selama musim panas 2022, mereka akan menggunakan konektivitas 5G di Ruang Inovasi untuk memantau status Stanley Hall dan mengkomunikasikan status itu ke dalam lingkungan virtual. Studi ini dijadwalkan akan selesai pada Desember 2022.

Sensor di Stanley Hall akan mengumpulkan informasi tentang penggunaan energi gedung dan tingkat hunian hampir secara real-time dan mengirimkan data tersebut ke “digital twin”, atau platform analisis berbasis simulasi virtual, di mana lingkungan virtual dapat membantu membuat keputusan tentang lingkungan dunia nyata.

Membangun lebih cerdas

Tujuannya adalah untuk akhirnya mengembangkan sistem yang secara otomatis menyesuaikan operasi bangunan dalam menanggapi data sensor. Sistem mungkin meredupkan pencahayaan ruangan atau menurunkan intensitas pada sistem pendingin, misalnya.

Tetapi pertama-tama, kata Kim, mereka harus memahami kemampuan konektivitas 5G untuk mengomunikasikan kondisi tersebut dengan cepat.

“Konektivitas 5G diharapkan dapat mengurangi latensi, atau waktu tunda, antara pemantauan kondisi gedung, menghasilkan solusi yang dioptimalkan, dan menyesuaikan operasi gedung,” katanya.

Bagi Kim dan Balakrishnan, penelitian ini tidak berhenti di Stanley Hall. Mereka berusaha untuk melihat seluruh kampus MU berubah menjadi kampus pintar yang menggunakan energi secara efisien — dengan memiliki berbagai sistem bangunan yang berkomunikasi satu sama lain untuk menggunakan sumber daya mereka dengan sebaik-baiknya sesuai dengan kondisi di kampus.

Mengajarkan generasi penerus

Balakrishnan mengatakan kurikulum di departemen studi arsitektur menempatkan nilai pada desain berbasis penelitian, dan siswa memiliki banyak kesempatan untuk terlibat dalam penelitian jangka panjang saat mereka bekerja melalui program gelar mereka.

“Ini tidak hanya akan melibatkan mahasiswa pascasarjana yang mengerjakan ini,” kata Balakrishnan. “Keberlanjutan adalah prioritas tinggi bagi departemen kami dalam hal mendidik para pemimpin desain untuk masa depan. Kami juga akan memiliki mahasiswa sarjana yang akan mengerjakan proyek ini.”

Generasi desainer berikutnya di Mizzou siap untuk melakukan penelitian yang mengarah ke kampus yang lebih cerdas dan masa depan yang lebih berkelanjutan.

Sumber: Universitas Missouri