We horen vaak dat het woord 'slim' wordt toegepast op alledaagse voorwerpen:smartphones, slimme tv's, slimme apparaten - en nu, slimme gebouwen.

Het idee van het slimme gebouw is nog jong. Er is nog geen geaccepteerde definitie, maar een van de beste voorbeelden die het concept illustreren, is inzittende gerichte besturing (OCC). Hierbij wordt gebruik gemaakt van gegevens die zijn verzameld van bewoners, het binnenmilieu en het buitenklimaat om het comfort en de controle van de bewoners en de energie-efficiëntie te optimaliseren.

De kritieke functies van het gebouw:verlichting, verwarming, airco, jaloezieën enzovoort - zouden worden aangestuurd door een besturingssysteem dat informatie leert zoals kamerbezettingspatronen, licht gebruik en temperatuurregeling. Voor gebouwen met tientallen of honderden bewoners, dit kan verstrekkende gevolgen hebben voor de totale energiekosten.

Echter, terwijl het concept van het slimme gebouw opwindend is voor architecten en ingenieurs, het is nog niet algemeen gezien in een echt gebouw. Er is onderzoek gedaan, experimenten en simulaties, maar over het algemeen was de implementatie van het OCC-principe ongericht en inconsistent.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift Gebouw en omgeving , Mohamed Ouf bekijkt casestudies in het bestaande OCC-onderzoek en evalueert de weg vooruit. Het artikel is geschreven in samenwerking met June Young Park aan de Universiteit van Texas in Austin en collega's aan de Carleton University, ETH Zürich en de Universiteit van Zuid-Denemarken.

"We hebben de literatuur gescand op relevant werk dat over dit onderwerp is gedaan en de verschillende kenmerken ervan in detail geanalyseerd, " zegt Oef, een assistent-professor bij de afdeling Bouw, Civiele en milieutechniek aan de Gina Cody School of Engineering and Computer Science.

"We realiseerden ons dat maar heel weinig onderzoekers deze besturingsbenaderingen om vele logistieke redenen daadwerkelijk in echte gebouwen hebben kunnen implementeren."

Ouf is ook een van de zes leden van Concordia's nieuwe interdisciplinaire Smart, Onderzoeksteam Duurzame en veerkrachtige gemeenschappen en steden, die oplossingen wil bedenken om duurzamere, toegankelijke en inclusieve stedelijke ruimten. Het team, onder leiding van de Canada Excellence in Research Chair (CERC) Ursula Eicker, wordt dinsdag officieel geïntroduceerd, 12 november bij Concordia's 4e ruimte.

De basis van het veld opbouwen

Zoals Ouf en zijn collega's aangeven, onderzoek op het gebied van OCC is nog relatief schaars. Ze identificeerden 120 publicaties over het onderwerp, maar slechts 42 studies omvatten implementatie in het veld. De meeste zijn conceptuele studies of simulaties. Ze neigden allemaal naar Noord-Amerikaanse of Europese normen en naar academische of kantoorgebouwen.

De onderzoekers identificeerden verder verschillende uitdagingen voor de implementatie van OCC op basis van hun beoordeling van het bestaande onderzoek.

De nieuwheid van het veld betekent dat er nog steeds geen overeengekomen definitie is van wat de term zelfs betekent. Geeft de controleaanpak prioriteit aan bezettingspatronen? Of richt het zich op het gedrag van bewoners en hun interacties met bouwsystemen? Hoeveel fysieke controle moet een bewoner hebben in een geautomatiseerd gebouw? Welke maatstaven - comfort of energie-efficiëntie - hebben prioriteit, als een van beide?

Tweede, De afhankelijkheid van OCC van gegevens betekent dat ernstige technologische en privacykwesties moeten worden aangepakt. Het huidige onderzoek vermijdt grotendeels studies naar onderlinge verbindingen tussen verschillende binnenomgevingen, dus een totaalaanpak, die nodig zal zijn naarmate het veld vordert, vereist aanzienlijke netwerk- en softwareontwikkeling. Ook, er moeten stappen worden ondernomen om ervoor te zorgen dat de gegevens van de bewoners veilig zijn.

Gezien al deze mogelijkheden voor verder onderzoek, Ouf zegt optimistisch te zijn over de toekomst van OCC.

"Deze hele niche van gebruikersgerichte controles is nog erg nieuw en biedt opwindende mogelijkheden om vooruitgang in datawetenschap en kunstmatige intelligentie te combineren met bouwtechniek, " hij zegt.

"Gelukkig, Ik ben momenteel bezig met het opzetten van een lab bij Concordia om OCC te implementeren en te experimenteren in een echte bouwomgeving. We zullen vier kantoren hebben die sterk worden geïnstrumentaliseerd met sensoren en actuatoren om het comfort van de bewoners en interacties met bouwsystemen te analyseren. We zullen ook nieuwe regelalgoritmen ontwikkelen met als doel de energie-efficiëntie en het comfort te verbeteren."