Із нульовим споживанням енергії. ШІ-симуляції в реальному часі змінюють підхід до проєктування будівель

Про це пише видання Interesting Engineering.

Більшість сучасних інструментів проєктування працюють зі статичними симуляціями. Це означає, що вони не показують, як змінюються температура, рух повітря та рівень комфорту в приміщенні, коли змінюється сам проєкт будівлі. Через це архітектори часто змушені ухвалювати важливі рішення без чітких даних у реальному часі.

Читайте также: Розгін до 4000 обертів за хвилину. YouTube-блогер зібрав електродвигун із LEGO

Особливо це стосується систем кондиціювання типу Task-Ambience Air Conditioning, скорочено TAAC. Такі системи окремо регулюють мікроклімат біля робочого місця і в решті кімнати. Після встановлення вони допомагають економити енергію, але раніше проєктанти не мали зручного способу перевірити їхню ефективність ще на етапі планування.

У новому дослідженні науковці створили цифрового двійника з підтримкою штучного інтелекту, який дозволяє архітекторам і інженерам оцінювати споживання енергії та рівень комфорту ще до початку будівництва. Система працює не зі статичними розрахунками, а дає змогу тестувати різні варіанти проєкту та кондиціювання в реальному часі. Це допомагає раніше виявляти недоліки та проблеми з комфортом.

Проєкт очолив професор Тенг з Kanazawa University у співпраці з ученим із Fushou University. Вони розробили символьну модель штучного інтелекту на основі правил під назвою VEEM-ZEB. Вона призначена спеціально для будівель із нульовим енергоспоживанням, де використовується система TAAC.

Модель не розглядає будівлю як одну кліматичну зону. Вона окремо аналізує повітря навколо робочих місць і повітря в усьому приміщенні. Це дозволяє одночасно оцінювати енергоспоживання та тепловий комфорт за стандартними показниками PMV і PPD, які визначають, наскільки людям комфортно в приміщенні. Результати відображаються у віртуальній реальності, тому проєктанти одразу бачать, як зміни планування, кількості людей або налаштувань впливають на енергію та комфорт.

Читайте также: Тривале і різке згасання. Зірка, у 13 разів важча за Сонце, зникла без вибуху і залишила після себе чорну діру

Система може прорахувати близько 48 тисяч різних варіантів проєктів і режимів роботи. Дослідники протестували сезонні зміни, різну кількість працівників в офісах і поведінку людей. За їхніми даними, модель надійно визначає більш енергоефективні та комфортні конфігурації, що дає чіткішу основу для вибору рішень.

Головна особливість розробки в тому, що оцінювання системи TAAC перенесли з етапу експлуатації на етап проєктування. Тепер архітектори можуть порівнювати різні стратегії охолодження ще до будівництва. Трирівнева система цифрового двійника поєднує зрозумілу модель ШІ на основі правил і VR-середовище, що дозволяє працювати з реальними показниками, а не припущеннями.

Замість розрахунків після завершення будівництва проєктанти можуть одразу бачити, як їхні рішення вплинуть на економію енергії та комфорт у реальних умовах. Дослідники очікують, що цей інструмент використовуватимуть у щоденній практиці як систему підтримки рішень для проєктування будівель із нульовим споживанням енергії.