Efektywność energetyczna wspierana przez stuczną inteligencję w centrach handlowych NEPI Rockcastle

Centrum handlowe jako złożony system

Każde centrum handlowe jest miejscem wymagającym zaawansowanego i kompleksowego podejścia do zarządzania wszelkimi niezbędnymi funkcjami, umożliwiającymi bezpieczne i komfortowe przebywanie w obiekcie wielu osób o różnych potrzebach. Zarządzanie środowiskami wentylacyjno-klimatyzacyjnymi oraz grzewczymi odbywa się w oparciu o system BMS (ang. Building Management System) i układy HVAC (ang. Heating, Ventilation, Air Conditioning).

Tradycyjnie, monitoring wszystkich systemów odbywa się przy współpracy zespołów technicznych, które odpowiadają za utrzymanie sprawności urządzeń i dostosowywanie ich ustawień do wymogów oraz aktualnych potrzeb. Jest to zadanie wymagające stałego nadzoru, czasu, odpowiednich szkoleń, inicjatywy własnej zespołu w zakresie poszukiwania sposobów na oszczędzanie energii oraz bieżącego dialogu wśród pracowników, jak również z najemcami.

Wyzwania dotyczące zrównoważonego rozwoju

Ważnym aspektem są także rosnące oczekiwania związane z dążeniem do zeroemisyjności i zrównoważonego zarządzania energią w budynkach – zgodnie z wytycznymi europejskimi w zakresie ESG (ang. Enviroment, Social, Governance) oraz przyjętymi zobowiązaniami w ramach tworzonych strategii i celów zakładających oszczędności w tym zakresie.

Wraz z wejściem w życie dyrektywy CSRD (ang. Corporate Sustainability Reporting Directive) oraz wymogów raportowania zgodnego ze standardami ESRS (ang. European Sustainability Reporting Standard), efektywne podejście do zarządzania energią stało się jeszcze bardziej wymagające. Jednym z najbardziej rozpoznawalnych na świecie systemów oceny stanu budynków pod kątem zastosowanych rozwiązań proekologicznych oraz efektywnego zarządzania obiektami jest certyfikacja BREEAM.

Cele i poszukiwania NEPI Rockcastle

W przypadku NEPI Rockcastle certyfikaty BREEAM In-Use posiadają wszystkie centra handlowe, w większości na najwyższym poziomie Excellent. Na etapie certyfikacji wdrożono wiele działań oszczędnościowych, takich jak np. wymiana oświetlenia na energooszczędne czy też świadome planowanie oszczędności zużycia energii na powierzchniach wspólnych.

Jednakże wobec założeń oszczędnościowych, jakie postawiła przed sobą grupa, rozważano różne rozwiązania, które pozwolą na dalsze jeszcze lepsze wyniki.

Cele, jakie firma postawiła przed sobą, to:

• Zwiększenie efektywności energetycznej obiektów – redukcja zużycia mediów;
• Wypełnienie zobowiązań związanych z założonymi celami ESG – osiągnięcie celów klimatycznych;
• Dążenie do poprawy klimatu, przeciwdziałanie efektowi cieplarnianemu;
• Wydłużenie okresu działania poszczególnych urządzeń i instalacji;
• Regularne kontrolowanie parametrów pracy urządzeń;
• Obniżenie kosztów poprzez wprowadzanie innowacyjnych rozwiązań.

W związku z konkretnymi celami NEPI Rockcastle w zakresie ESG dotyczącymi redukcji zużycia mediów, przy jednoczesnym zachowaniu komfortu pracowników i gości naszych obiektów, szukaliśmy nowych rozwiązań. Okazało się, że tak naprawdę w pewnym momencie „dotarliśmy do ściany” i dalsze oszczędności na poziomie sprzętu, takie jak wymiana żarówek na energooszczędne czy montowanie perlatorów, były nieosiągalne. Szukaliśmy więc rozwiązań, które pozwolą pójść krok dalej.

Nowe podejście – sztuczna inteligencja

O sztucznej inteligencji (ang. AI – Artificial Inteligence) mówi się coraz głośniej i coraz częściej. Mimo że testowanych jest wiele rozwiązań i możliwości jej wdrożenia w najrozmaitszych dziedzinach, to w dalszym ciągu stanowi ona obszar stosunkowo mało rozpoznany, lecz zdecydowanie rozwijający się. Dlatego też jej zastosowanie – zwłaszcza na większą skalę – wymaga nieszablonowego myślenia i odważnego działania. Kiedy do NEPI Rockcastle zgłosił się partner technologiczny, estońska firma R8 zaoferowała rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji, pozwalające szukać oszczędności na poziomie zarządzania obiektem. Wówczas postanowiono uruchomić pilotaż i ocenić potencjalne korzyści w perspektywie większej skali.

W 2023 NEPI Rockcastle rozpoczęła pionierskie w branży, pilotażowe wdrożenia innowacyjnej technologii opartej o algorytm sztucznej inteligencji o nazwie R8 Jenny. R8 dostarczyło specjalnie dostosowane kody AI pozwalające na zarządzanie systemami wentylacyjno-klimatyzacyjnymi i grzewczymi w celu optymalizacji wydajności układów HVAC budynków przy zachowaniu zgodnych z wymogami warunków wewnątrz centrów handlowych i komfortu odwiedzających centra klientów. Dzięki podłączeniu do BMS, automatycznego sterowania funkcjami technicznymi budynku, możliwe jest monitorowanie czujników temperatur zewnętrznych w czasie rzeczywistym, z uwzględnieniem ilości osób przebywających w danym momencie w centrum handlowym. Bieżąca kontrola pracy urządzeń zapewnia ich maksymalną wydajność i oszczędności w zużyciu energii.

Pilotaż i jego wyniki

Na początku 2023 roku zdecydowano o rozpoczęciu projektu pilotażowego w CH Karolinka w Opolu. W połowie roku, po wcześniejszej modernizacji systemu BMS, uruchomiono kolejnych 13 układów wentylacyjno-klimatyzacyjnych w Aupark Zilina na Słowacji. Pozwoliło to zdywersyfikować podejścia, zastosowane technologie i sprawdzić, które elementy warto wdrażać szerzej. Pole do szukania oszczędności było ogromne. W centrum handlowym, gdzie jest zainstalowany system BMS sterujący niemal częścią technologiczną obiektu, dzięki integracji z platformą AI można monitorować wiele różnych parametrów, między innymi poziom oświetlenia, wilgotności powietrza, parametry CO2 wewnątrz obiektu czy temperaturę. AI potrafi wspomniane wartości analizować na bieżąco i dopasowywać działania systemów do sytuacji.

Jeśli w danym pomieszczeniu wzrasta temperatura i poziom CO2, oznacza to, że pojawiło się tam więcej ludzi. Wówczas należy zwiększyć wydajność wentylacji, zmniejszyć temperaturę lub dokonać zmiany natężenia oświetlenia, pogłośnić muzykę. Jeśli w innej części stężenie CO2 jest niższe, wentylacja może pracować z niższą wydajnością i nie trzeba obniżać temperatury nawiewu. W słoneczne dni, jeśli poziom naturalnego światła jest wystarczający, zautomatyzowany system może zmniejszyć lub wyłączyć sztuczne oświetlenie. Dzięki temu pojawiają się konkretne oszczędności, które nie pociągają za sobą ogromnych rewolucji w obiektach.

Założenia projektu w CH Karolinka:

• Regulacja sterowalnych parametrów systemów poprzez uwzględnienie modelowania dynamiki budynku, interakcji użytkowników w czasie rzeczywistym oraz prognoz pogody i cen energii elektrycznej w celu ogrzewania, wentylacji i chłodzenia we właściwym czasie i we właściwej ilości;
• Decyzje podejmowane w oparciu o 3 główne wskaźniki KPI: Komfort Wewnętrzny, Efektywność Energetyczna i Stan Techniczny;
• Wszystkie wartości zapisane przez Operator Cyfrowy Jenny R8 mogły być nadzorowane z BMS, ponieważ były dokonywane przez konto użytkownika podane Operatorowi.

Przeprowadzone testy pozwoliły wygenerować realne oszczędności nie tylko w wymiarze zużytej energii, lecz także w sprzęcie. Wdrożenia przekroczyły zakładane efekty. Testy w CH Karolinka wykazały oszczędności na poziomie 16% energii cieplnej i aż 71% energii elektrycznej w odniesieniu do roku 2022, przy uwzględnieniu pracy 2 układów wentylacyjnych, co przekroczyło założenia.

Decyzja o wdrożeniu SI we wszystkich obiektach

W fazie pilotażowej wykazano, że rozwiązanie wprost przyczynia się do wypełnienia wysoko postawionych celów ESG w zakresie środowiskowym i działania na rzecz przeciwdziałania efektowi cieplarnianemu, jako że:

• wpływa na wydłużenie okresu działania poszczególnych urządzeń i instalacji;
• zapewnia precyzyjne i regularne kontrolowane parametrów pracy urządzeń i dostosowywanie ich parametrów do aktualnych potrzeb;
• oznacza wyeliminowanie kosztów związanych z ręczną obsługą i nadzorowaniem systemów.

Wobec tak satysfakcjonujących wyników podjęto decyzję o wdrożeniu rozwiązania AI we wszystkich 15 centrach NEPI Rockcastle w Polsce.