Hvordan jobber Smart Innovation Norway med smarte bygg og hjem?

(FAGARTIKKEL:) I dagens byggeindustri finnes det et betydelig behov, og et stort potensial, for å ta i bruk og forenkle datasystemer slik at de blir så intuitive at alle kan bruke dem.

Mange synes det er stas å få inn sensorer og måle ting i bygg, kanskje uten å ha et klart formål. Veldig ofte kommer initiativet fra folk som selv har «duppedingser» i sitt eget hus, som så vil overføre dette til arbeidsplassen sin.

Det andre, som er mer rasjonelt, er energieffektivisering – det å kunne styre byggets ulike deler i forhold til tilstand og bruk. Tilstand kan være inneklima og temperatur, mens bruk omfatter både energiforbruk og bruk av bygget.

Noe som er svært viktig for mange leietakere, er å få kontroll over arealbruken. Dette har energimessige implikasjoner, for hvis du kan bruke mindre areal vil du også få mindre forbruk av energi. Arealbruk i tillegg til energibruk gir også andre store driftskostnader (til for eksempel renhold) og kapitalkostnader fra opprinnelig bygging.

Samtidig er det en stor utfordring at man stadig får mer kompliserte bygg og byggeprosjekter. Dette styres blant annet av regelverket, men også av behovene og ønskene fra byggherrene. Når byggene blir mer komplekse, sliter man i mange prosjekter. De ulike faggruppene har ikke gode nok plattformer å samarbeide på, verken innenfor en gitt fase eller mellom de ulike fasene i et byggeprosjekt. Fra prosjektering til byggefase til bruksfase får man ofte ikke med seg den nødvendige informasjonen og man mister helt essensiell kunnskap. Det fører til dårlige bygg og høye kostnader.

Byggebransjen står for 40 prosent av energibruken i Norge i dag, som er en stor del. I tillegg står norske byggeprosjekter for 25 prosent av den totale avfallsmengden. Det blir vanvittige ressurstap og kostnader når man genererer så mye avfall, først og fremst i byggefasen. Man kan unngå det ved å samarbeide bedre, prosjektere bedre og bruke informasjon bedre.

Sensorer i system

I Smart Innovation Norways forskningsprosjekter går filosofien ut på å sammenligne målt inneklima med opplevd inneklima. Dersom vi klarer å kalibrere dette, kan vi drifte bygg på en annen måte.

Vi jobber nå med å etablere et opplegg som gjør at vi kan sette opp sensorene på strategiske måter. På den måten kan vi følge bruken av bygget, altså hvordan folk beveger seg, vi kan bestemme hvilke rom som er opptatt, vi kan estimere hvor mange som er i rommet, uten at det er i strid med GDPR-lovverk og personvern, og vi kan se hvordan den termiske flyten fordeler seg i bygget, noe som er svært vanskelig. Det siste er noe som ikke har vært gjort tidligere.

Noe annet som er svært aktuelt i dag er digitale tvillinger eller BIM (BygningsInformasjonsModell)-er, som er 3D-modeller med informasjon om det som skal bygges. Aktører som Entra, Avantor, Statsbygg og Forsvarsbygg er opptatte av å modellere hvert eneste bygg de har. Dette er i utgangspunktet statiske modeller, hvor du ser rom og arkitektoniske utforminger. Men det mangler systematikk. Dersom vi får sensorer inn i bygget og vi vet hvor disse er, kan vi sammenkoble datastrømmene fra sensorene mot den digitale tvillingen. Det vil gi en dynamisk modell som kan visualisere hvordan den termiske flyten er, hvordan bruken av bygget er, og rett og slett se på den digitale tvillingen i nåtid hvordan bygget oppfører seg. Det er den ultimate målsetningen.

En annen ambisjon på sikt er å sammenligne flere bygg mot hverandre. Hvis vi får til dette på eksisterende bygg, kan vi også koble det til en digital tvilling slik at vi kan vite hvordan en bygning som er under prosjektering fungerer før den er bygd.

Det er i dette feltet Smart Innovation Norway jobber, og prøver å tilrettelegge og bringe leverandører, byggherrer og leietakere sammen, blant annet gjennom prosjektet DataCat.

Behov for forenkling

I tillegg til å være inne i slike prosjekter, hvor det handler om å finne beste praksis og vise hva som er mulig å få til med teknologi, jobber Smart Innovation Norway også med å tilby den nødvendige kompetansehevingen og bevisstgjøringen som må til for å lykkes med digitale tvillinger og BIM-er, for eksempel gjennom programmet ByggSammen.

I små og mellomstore kommuner har man egne eiendomsforvaltninger med driftspersonell som ikke har i nærheten av den kompetansen som finnes i for eksempel Statsbygg. De sier selv at driftssystemene og byggene i seg selv har blitt så kompliserte at man må ha sivilingeniørutdannelse for å være vaktmester.

Med andre ord finnes det et ekstremt behov for at man forenkler disse systemene, for eksempel en digital tvilling, til å være såpass intuitiv at en vanlig vaktmester kan bruke den. Der bør vi ta en rolle; ikke bare utvikle beste praksis, men gjøre den beste praksisen så god at den kan brukes av mindre organisasjoner.

Billig, fleksibelt og bærekraftig

Gevinstene er åpenbare dersom man lykkes med forbedring og forenkling – i form av reduserte kostnader, mer fleksibel bruk og sirkulære løsninger. Dette kan vi knytte opp mot tre nøkkelbegrep: arealbruk, ressursbruk og digitale modeller.

Først og fremst handler det om arealbruk og antall kvadratmeter. Dersom en byggherre får effektivisert arealbruken, som omfatter å måle og kontinuerlig evaluere hvordan arealet brukes, slik at man kan optimalisere bruken og redusere arealbehovet, vil man også kunne redusere kostnadene. Da er det mindre areal man skal betale leiekostnader og løpende driftskostnader for.

Det andre poenget er hvordan man bruker de kvadratmeterne man står igjen med etter at arealbruken er effektivisert, altså ressursbruk og funksjoner. Klarer man å få effektivisert dette gjennom digitale, teknologiske løsninger, kan man kutte mye kostnader. I tillegg gir det en god miljøgevinst og en bedre brukeropplevelse. Én side av det handler om effektiv bruk av energi, vann og renhold, men en annen side handler om hvordan byggherren tilbyr og tilpasser ressursene slik at brukerne får et inneklima de er fornøyde med. Det skal blant annet være gode lysforhold, passende temperatur og bra luftkvalitet. Etter hvert som man blir mer fleksibel som bruker, man er ikke avhengig av å komme til en fast kontorplass, vil man som byggherre bli straffet dersom man ikke tilbyr gode nok bygg.

En tredje faktor er verdien av en digital tvilling eller en BIM. I dag har man kjempekostnader ved rehabilitering og riving av bygg fordi veldig mye materialer skal tas vekk fra hverandre, fjernes og håndteres. Med en digital tvilling vil man kunne få fullstendig oversikt over hva som finnes i byggene når det gjelder materialer, hvordan de skal skilles fra hverandre, håndteres og gjenbrukes. Det er en tanke hos mange, blant annet Statsbygg, at byggene i større grad skal bli en materialbank som utgjør en verdi for byggeieren – fordi materialene i seg selv representerer verdi i en rehabiliterings- og rivningsfase. Dit kommer man ikke uten en digital tvilling-tankegang hvor man bygger inn i informasjonsmodellen hva som faktisk er puttet inn i forbindelse med bygging og vedlikehold og hvordan det kan demonteres på en enkel måte.

I BIM Verdinettverk er det sentralt å lage livsløpsanalyser, med merking, slik at du vet hva bygget er sammensatt av. Kommer vi dit i byggebransjen, oppnår vi sirkulære løsninger. I dag er det veldig lineært, med en bruk og kast-tankegang.

Fra et menneskelig perspektiv handler det om at teknologien må gjøres mer intuitiv og brukervennlig. Vi har også en jobb å gjøre når det gjelder å løfte kompetanse og informere om hva som er beste praksis og hva som er lurt å gjøre. Byggebransjen er en svært konservativ bransje, den er umoden digitalt og teknologisk sett. Med andre ord har vi en omfattende jobb å gjøre – men det finnes et stort potensial.

Mikael af Ekenstam, seniorrådgiver i avdelingen for Smarte Byer & Samfunn.

Professor Bernt Bremdal, seniorrådgiver innen energisystemer i avdelingen for Forskning & Innovasjon.