Digitale transformatie op zichzelf is niet zo opwindend, en het motiveert mensen ook niet, tenzij het verband houdt met een groter doel. Na COVID-19, wanneer werknemers zich nog steeds afvragen of ze naar hun werkplek moeten terugkeren, hun kinderen naar school moeten sturen of naar hun favoriete bestemmingen moeten reizen, worden de kantoorgebouwen, onderwijsinstellingen en luchthavens zwaar gecontroleerd op de hoogste prestatienormen. De gezondheid van deze ruimtes en de binnenluchtkwaliteit van deze gebouwen staan ​​stevig in de schijnwerpers. Slimme monitoring van de luchtkwaliteit is een handige oplossing. Met klimaatverandering en de uitstoot van broeikasgassen is nieuw en fris denken nodig van elke wereldburger die een rol kan spelen in de richting van duurzaamheid die de impact op het milieu en klimaatverandering vermindert.

Uitdagingen voor de kantoorruimte

Aangezien werknemers en huurders van kantoorruimtes met hoge verwachtingen terugkeren naar de gebouwen, moeten de eigenaren van het gebouw, de verhuurders en de gezondheids- en veiligheidsfunctionarissen van de werknemers zorgen voor adequate maatregelen en transparantie met betrekking tot schone, gezonde gebouwen en zijn ze verplicht om snel te reageren op de verzoeken van de bewoners. . De Amerikaanse Green Building Council, EPA, en LEEDS zijn samengekomen om een ​​gemeenschappelijke reeks luchtkwaliteitsnormen voor binnen te creëren die worden bepaald door een aantal belangrijke parameters, zoals:

• CO2: Een natuurlijke verbinding in de lucht met een gemiddelde buitenconcentratie van 300-400ppm. De binnenniveaus zijn hoger. Alles boven 900ppm kan als niet gezond worden beschouwd. Toekomstige slimme gebouwen moeten het CO2-niveau dicht bij 600ppm houden.
• CO: Het is een reuk- en kleurloos dodelijk gas en is een van de gevaarlijkste verbindingen in het binnenmilieu. Het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) heeft een blootstellingslimiet van 35 ppm aanbevolen voor een werkdag van acht uur.
• VOC: Vluchtige organische stoffen zijn chemicaliën die worden aangetroffen in veel producten die we in ons dagelijks leven gebruiken. Ze kunnen de ogen, neus en keel irriteren en ademhalingsmoeilijkheden veroorzaken. Ze worden uitgestoten door veel voorkomende bouwmaterialen, waaronder vloerbedekking, hardhouten vloeren, stoffering en zelfs marmeren oppervlakken.
• PM2.5: Fijnstof is een gevaarlijke vorm van vervuiling omdat de deeltjes zo klein zijn (2.5 micrometer of minder in diameter) dat het in de longen kan komen en veel schadelijke effecten kan veroorzaken. Hun drempelwaarde is 25 g / ^3.
• Radon: Het is een radioactief gas dat wordt gevormd door het verval van natuurlijk uranium in de bodem. Het is kankerverwekkend en EPA beveelt een grenswaarde van 4 pCi/L aan. 

Richtlijnen voor oplossingen

LEED biedt een kader voor gezonde, efficiënte, koolstofarme en kostenbesparende groene gebouwen. Ze zijn een cruciaal onderdeel van het aanpakken van de gezonde gebouwen, de klimaatcrisis en het behalen van ESG-doelstellingen. De ASHRAE (American Society for Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers) bevordert het ontwerp van verwarming, koeling en ventilatie van gebouwen. Beide kaders spelen een rol bij het ontwerpen, exploiteren en onderhouden van toekomstige slimme gebouwen en de gebouwen van vandaag die achteraf kunnen worden uitgerust met IoT-sensoren voor slimme bewaking van de luchtkwaliteit.

Laten we eens kijken naar een voorbeeld van hoe ruimtes in een gebouw kunnen worden geautomatiseerd voor LEED-gecertificeerde binnenluchtkwaliteit op basis van hoe het gebouw wordt gebruikt.

Voorbeeld monitoring luchtkwaliteit

We zullen een gebouwbezettings- en vloeroppervlakgebaseerde automatiseringsfunctie bouwen om de binnenluchtkwaliteit te regelen op basis van ANSI/ASHRAE 62.1 – 2019-normen. Het doel van de ASHRAE-norm is om minimale ventilatiesnelheden en andere maatregelen te specificeren die bedoeld zijn om een ​​binnenluchtkwaliteit (IAQ) te bieden die acceptabel is voor menselijke bewoners en die nadelige gezondheidseffecten minimaliseert.

De bezettingsdichtheid en het vloeroppervlak van een ruimte bepalen de inlaat van de buitenlucht die nodig is in de ademzone (Vbz) van de bezette ruimte. De hoeveelheid verse buitenlucht die nodig is voor de ventilatiezone mag niet minder zijn dan de waarde bepaald in de volgende vergelijking:

Vbz = Rp * Pz + Ra * Az

• Az = zone vloeroppervlak, het netto bewoonbare vloeroppervlak van de ventilatiezone, ft2 (m2)
• Pz = zone bevolking, het aantal mensen in de ventilatiezone tijdens gebruik
• Rp = benodigde buitenluchtstroom per persoon
• Ra = benodigde buitenluchtstroom per oppervlakte-eenheid

Laten we aannemen dat er een kantoorgebouw is van Waylay in Austin, Texas met de volgende verdiepingen/bewoonbare ruimtes.

1. Floor 1: Lobby bij de hoofdingang (2,000 m²), Breakroom (1,000 m²), Kantoorruimte (3,000 m²)
2. Floor 2: Breakroom (1,000 m²), Kantoorruimte (3,000 m²).

Anomalie Conditie: Stel dat de bezettingsgraad van de kantine 70 bereikte tijdens een bedrijfsevenement toen medewerkers van verschillende organisaties bijeenkwamen om elkaar te ontmoeten en samen te lunchen. Deze gebeurtenis veroorzaakt een overschrijding van de bezettingsdrempel van 50 per 1000 vierkante voet. De toestand hield 1 uur aan (12:2 – 50:3 CST) en toen daalde de bezettingsgraad om 6:00 CST tot onder de drempel (XNUMX). Toen bereikte de bewonersdichtheid om XNUMX:XNUMX uur CST uiteindelijk nul. Bij elke drempeloverschrijding moet de ventilatiesnelheid worden aangepast en vervolgens op een minimumdrempel voor nulbezetting worden ingesteld. Bovendien moeten de lichten in de kantine worden uitgeschakeld om energie te besparen als er geen mensen zijn.

Low-Code Implementatie

1. Modelleer een bron, Waylay Austin. Maak hulpbronnen verdieping 1 en verdieping 2 als kinderen van het gebouw 'Waylay Austin'.
2. Modelleer een resource kantine 1 als een onderliggende resource van verdieping 1 en een andere kantine 2 als een onderliggende resource voor verdieping 2.
3. Maak metadata-attributen (area_sqft) met waarde = 1000 voor resource-breakroom 1 en breakroom.
4. Maak metadata-attribuut (area_sqft) met waarde = 2000 voor bronnenlobby 1 voor verdieping 1.
5. Schrijf een regel die moet worden uitgevoerd tegen de kantine 1 van verdieping 1 waar de aanwezigheidssensor van kantine 1 de gegevens verzendt die in de bovenstaande tabel worden weergegeven.

Begin met bezettingsdichtheid (gemiddeld = 40) waar geen drempels worden overschreden, en stel het ventilatiepercentage van het HVAC-regelsysteem in op 320 cfm. Dan, na enige tijd om 12 uur CST, neemt de bezetting toe tot 70 en overschrijdt de drempel (50). Op dit moment verhogen we de ventilatie_rate tot 470 cfm. Stuur een commando naar de VAV-controller om extra lucht aan de ruimte toe te voeren met 470 cfm – 320 cfm = 150 cfm of +46 procent extra luchttoevoer. Geef ook een WAARSCHUWING alarm (bezetting in de kantine van gebouw A / verdieping 1 heeft de capaciteitsdrempel overschreden) voor de facility manager.

Wanneer de bezettingsgraad daalt tot 50, verlaag dan de ventilatie_rate (luchttoevoer) tot 370 cfm. Wanneer de bezettingsgraad tot nul daalt, verlaag dan het ventilatiepercentage tot 120 cfm of een verschil van 370 cfm – 120 cfm / 370 cfm = -67.5% procent.

Smart Air Quality Monitoring Belang

De kwaliteit van de binnenlucht speelt een belangrijke rol in de algehele gezondheid en het welzijn van de gebruikers van gebouwen en het milieu. Een slechte luchtkwaliteit in de gebouwen kan leiden tot tal van nadelige gezondheidsproblemen, zoals misselijkheid, hoofdpijn, ademhalingsproblemen zoals astma, huidirritaties en zelfs kanker. Aangezien mensen bijna 90 procent van hun tijd binnenshuis doorbrengen, heeft de luchtkwaliteit binnenshuis een aanzienlijke invloed op de gezondheid en productiviteit van mensen. 

Aan de andere kant tonen gegevens van het Amerikaanse ministerie van Energie aan dat gebouwen goed zijn voor 40 procent van al het Amerikaanse energieverbruik en 30 procent van de energie die ze verbruiken verspillen. Daarom kan het evenwicht tussen energieverbruik en verspilling en de luchtkwaliteit binnenshuis worden gehandhaafd door de ANSI/ASHRAE- en LEED-richtlijnen strikt te volgen. Dit is haalbaar door hyperautomatisering systemen die de realtime capaciteit van de bewoners, de parameters van de binnenlucht en de luchtstromen in verschillende gebouwzones kunnen detecteren en deze in realtime kunnen convergeren met contextuele gegevens van IT-systemen, de buitenluchtkwaliteit en feedback van de bewoners.