Kombinace AI a BIM pomáhá automatizovat procesy
Legislativní požadavky se neustále vyvíjejí, zpřísňují se kritéria pro energetickou náročnost budov a zavádějí se nové technologické standardy. Konference Vnútorná klíma budov 2024, pořádaná Slovenskou společností pro techniku prostředí, přinesla nejnovější poznatky z oblastí kvality vnitřního prostředí a energetické náročnosti budov. Odborníci představili výsledky svých výzkumných projektů a měření a diskutovali o opatřeních vedoucích k udržitelnému rozvoji stavebního sektoru na Slovensku a v Česku.
Tématem 35. ročníku konference byla „Dekarbonizácia a energetická náročnosť budov“. Příspěvky se mimo jiné věnovaly digitalizaci stavebnictví, implementaci BIM a možnostem využití umělé inteligence pro automatizaci procesů. Dalším klíčovým tématem bylo snižování emisí CO2 prostřednictvím rekonstrukcí stávajících budov a efektivnějšího využití odpadního tepla v kombinaci s tepelnými čerpadly. Důraz byl kladen na praktické aplikace a výsledky experimentálních měření.
Stav připravenosti stavebního odvětví na BIM
BIM (Building Information Modeling), neboli Informační model budovy, je soubor informací o stavbě, které mohou zahrnovat fázi navrhování, výstavby, provozu a demolice. Data by měla být vzájemně provázaná a kompatibilní. Do zpracování by měl být zapojen investor, architekt, projektant, specialista, stavbyvedoucí, správce budovy a konečný uživatel. V podstatě se jedná o 3D model obsahující veškeré informace o budově.
Podíl využití BIM ve stavebnictví se s každým rokem pomalu zvyšuje. Podle studie doc. Ing. Tomáše Funtíka, PhD. je největší překážkou v implementaci BIM ve stavebnictví v současnosti nedostatek kvalifikovaného personálu, vysoké náklady, nedostatek času nebo chybějící kvalitní podklady a postupy. Proti všeobecnějšímu přijetí BIM pracuje i nedostatek analýz nákladů a výnosů nebo návratnosti investice do zpracování dokumentace. Řešením je zvýšení investic do vzdělávání a podpora BIM jako standartního přístupu na projektování staveb.
Využití AI pro vytvoření personalizovaných příkazů v BIM
Jednou z výhod BIM je možnost vytvoření vlastních nástrojů, které mohou výrazně zjednodušit a zefektivnit práci. Toto ukázal Ing. Lukáš Michalák ze Stavebné fakulty STU Bratislava, který do programu Autodesk Revit s pomocí pluginu PyRevit a jazykového modelu ChatGPT vytvořil nástroj na automatické vkládání prostupů potrubí do stěn. V současné době je nutné prostupy vkládat ručně, což spotřebovává cenný čas.
Ing. Michalák využil AI pro vytvoření kódu v programovacím jazyce Python splňující jím zadané specifikace. Aby byl prostup vytvořen správně, musí nástroj rozpoznat tloušťku stěny, kterou potrubí prochází, a tvar a velikost potrubí. Následně kód vložil do prostředí Revit, chyby v kódu vyřešil postupnou iterací s pomocí ChatGPT. Výsledkem je funkční nástroj, který dokáže rozpoznat místa v projektu, kde potrubí prochází stěnou, vybrat vhodný typ prostupu a správně ho umístit. Využití AI by do budoucna mohlo významně přispět ke zjednodušení práce v BIM a tím rozšíření jeho uplatnění.
Snížení emisí CO2 rekonstrukcí budovy
Rekonstrukce stávajícího bytového fondu je zásadní na cestě za udržitelností. V České republice je stále velké množství budov, které nejsou zatepleny a používají zastaralé neekologické zdroje tepla. Zda je možné dosáhnout nulových emisí CO2 rekonstrukcí stávajícího bytového domu zjišťovala Ing. Veronika Dokoupilová a doc. Ing. Petr Horák, Ph.D. z Fakulty stavební VUT v Brně.
Součástí výpočtu bylo stanovení šesti různých kombinací zateplení, instalace fotovoltaických a solárních panelů, připojení na CZT a instalace tepelného čerpadla. Nejlépe z hlediska emisí vychází důkladné zateplení objektu, instalace FVE a solárních panelů a připojení na CZT s vyšším než 80 % podílem obnovitelných zdrojů energie. Ani tak ale nebylo dosaženo nulových emisí. Dobrých výsledků dosáhla i varianta, která na rozdíl od předchozí využívá CZT s 80 % a menším podílem OZE.
Tab.1: Posuzovaná opatření, autor: Ing. Veronika Dokoupilová, doc. Ing. Petr Horák, Ph.D., FAST VUT v Brně
Obr.1: Výsledné emise CO2 pro jednotlivé varianty, autor: Ing. Veronika Dokoupilová, doc. Ing. Petr Horák, Ph.D., FAST VUT v Brně
Tepelné čerpadlo v kombinaci s odpadním teplem
V rámci snahy o snížení spotřeby energie a uhlíkové stopy je vhodné obrátit pozornost i na odpadní teplo, které vzniká například v průmyslových provozech, jako vedlejší produkt spalování a v domácnostech. Ve většině případů totiž není nijak zužitkováno. Toto nízko potenciální teplo je možné zkombinovat s tepelným čerpadlem a dále ho využívat.
Podle studie Ing. Branislava Kožáka ze Stavební fakulty STU v Bratislavě je využití odpadního tepla tepelnými čerpadly klíčové. Tímto způsobem se sníží spotřeba energie a tím i náklady na vytápění nebo chlazení, sníží se i emise oxidu uhličitého. V rámci obce je pak vhodné vybudovat místní tepelnou soustavu, kde bude teplo předáváno dle potřeby. V České republice zatím neexistuje žádný zákon, který by ukládal producentům povinnost odpadní teplo využívat.
Biosolární střecha
Biosolární střecha je kombinace zelené střechy a fotovoltaické elektrárny. Kromě již známých výhod zelené střechy, jako je snížení povrchové teploty, zvýšení biodiverzity a pozitivního vlivu na tepelné ostrovy ve městech, přispívá i k ochlazení fotovoltaických panelů, a tedy ke zvýšení jejich účinnosti. Zároveň panely zastiňují rostliny, chrání je před slunečním zářením a zabraňují přílišnému vysoušení zeminy. Fotovoltaické panely není třeba kotvit skrz izolační vrstvu, jejich konstrukce je přitížena zeminou. Je ale nutné ověřit, zda má konstrukce střechy dostatečnou únosnost.
V případě zájmu o bližší informace z konference je možné se obrátit na sekretariát Slovenské společnosti pro techniku prostředí.