Jak digital twin odmienia budynki wielorodzinne?

Czym jest bliźniak cyfrowy w budynkach wielorodzinnych?

Bliźniak cyfrowy to nie statyczny model 3D, lecz dynamiczna, aktualizowana reprezentacja budynku, integrująca dane z różnych źródeł – w tym czujników IoT, systemów BMS oraz modeli BIM. W efekcie powstaje cyfrowe odwzorowanie obiektu, wspierające jego monitorowanie, analizę i zarządzanie w trakcie eksploatacji.

W przypadku budynków wielorodzinnych rozwiązanie to pozwala śledzić istotne parametry, takie jak warunki środowiskowe, zużycie energii czy działanie instalacji technicznych. Zakres i szczegółowość gromadzonych danych zależą od stopnia integracji systemów oraz zainstalowanej infrastruktury.

Dzięki wykorzystaniu aktualizowanych danych i modeli analitycznych bliźniak cyfrowy może wspierać podejmowanie decyzji, w tym planowanie prac serwisowych, optymalizację zużycia energii oraz przewidywanie potencjalnych problemów. W praktyce może to umożliwiać przejście od reaktywnego do bardziej proaktywnego i przewidywalnego zarządzania nieruchomością.

Polecamy: Jak zimowe warunki mogą wpływać na trwałość balkonów i tarasów?

Od projektu do budowy – digital twin przyspiesza start

W fazie projektowania bliźniak cyfrowy umożliwia symulacje różnych scenariuszy „co by było, gdyby”. Deweloperzy mogą testować układy mieszkań, wpływ zacienienia oraz orientację budynku względem słońca. Takie analizy mogą ograniczyć ryzyko konieczności kosztownych zmian w trakcie budowy.

Podczas wznoszenia obiektu model może śledzić postępy prac w trybie zbliżonym do rzeczywistego, m.in. z wykorzystaniem dronów i skanerów LiDAR. System może pomagać wykrywać kolizje instalacji, usprawniać logistykę materiałów i zwiększać bezpieczeństwo ekip. W większych budynkach wielorodzinnych takie podejście może przyczyniać się do bardziej efektywnej realizacji projektu i skrócenia czasu budowy.

Polecamy: Ekologiczne aspekty druku 3D – mniej odpadów, więcej zrównoważonej produkcji

Zarządzanie operacyjne: predykcja awarii i komfort mieszkańców

Po oddaniu budynku do użytku cyfrowy bliźniak może stać się centralnym narzędziem zarządzania obiektem. Czujniki rejestrują m.in. temperaturę, wilgotność, zużycie energii, drgania oraz obciążenie wind. Zebrane dane mogą być analizowane przez algorytmy AI lub systemy analityczne, które pozwalają przewidywać potencjalne awarie, na przykład wskazując konieczność wymiany filtrów HVAC z wyprzedzeniem.

Dla mieszkańców może to oznaczać wyższy komfort – system może automatycznie dostosowywać ogrzewanie i częściowo oświetlenie w przestrzeniach wspólnych oraz przyspieszać reakcję na drobne usterki. Zarządcy natomiast mogą otrzymywać bardziej przejrzysty i bieżący obraz stanu całego osiedla, od piwnic po dach, bez konieczności fizycznego obchodzenia wszystkich pomieszczeń.

Polecamy: Kiedy ścieki zmieniają kierunek – co powoduje cofkę i jak chronić dom lub mieszkanie?

Polskie wdrożenia – Gdynia 

W Gdyni, przy ul. Zbożowej 30, w ramach europejskiego projektu badawczego ASHVIN (Horyzont 2020) zrealizowano jeden z demonstracyjnych cyfrowych bliźniaków starego budynku wielorodzinnego. Obiekt – dwukondygnacyjny budynek z 1931 r. o powierzchni zabudowy 260 m², przeznaczony na mieszkania komunalne – został wybrany przez Miasto Gdynia i Zarząd Budynków i Lokali Komunalnych (ZBiLK) jako pilotaż renowacji z wykorzystaniem technologii digital twin.

Pierwszym etapem prac było precyzyjne skanowanie laserowe (LiDAR) całego budynku, na podstawie którego powstał dokładny model BIM odzwierciedlający konstrukcję, stan techniczny i kluczowe parametry obiektu. W dwóch mieszkaniach zainstalowano czujniki LoRaWAN, które w czasie rzeczywistym zbierają dane o jakości powietrza (m.in. stężenie CO₂), temperaturze, wilgotności oraz innych parametrach środowiskowych. Dane te są integrowane z modelem BIM w platformie cyfrowego bliźniaka.

Celem demonstracji było stworzenie dokładnego, aktualizowanego obrazu stanu technicznego i energetycznego budynku (wcześniej szacowanego na bardzo wysokie zużycie energii – ok. 689 kWh/m²/rok). Uzyskane informacje posłużyły do precyzyjnego planowania termomodernizacji, wyboru optymalnych rozwiązań izolacyjnych oraz poprawy efektywności energetycznej, przy jednoczesnym uwzględnieniu ograniczeń konserwatorskich.

Projekt ASHVIN zakończył się w 2024 r., a opracowane narzędzia i platforma open-source są dostępne do dalszego wykorzystania w renowacjach budynków wielorodzinnych w Polsce i Europie.

Polecamy: Systemy HVAC wspierane przez AI i IoT – inteligentne zarządzanie energią

Technologie napędzające bliźniaka cyfrowego

Podstawą jest BIM połączony z IoT. Czujniki przesyłają dane przez 5G lub LoRaWAN do chmury, w czasie rzeczywistym lub w regularnych interwałach, w zależności od infrastruktury. Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe mogą analizować trendy, a platformy open source (jak w projekcie ASHVIN) ułatwiają integrację systemów i zarządzanie zebranymi danymi.

Dodatkowo technologie takie jak Matterport czy LiDAR umożliwiają tworzenie fotorealistycznych modeli, przydatnych w przypadku wielorodzinnych osiedli z wieloma klatkami i wspólnymi przestrzeniami. Rozwiązania te mogą zapewniać bardziej bieżący obraz stanu budynku od fundamentu po dach.

Korzyści finansowe i ekologiczne dla osiedli

Wdrożenia pokazują wymierne efekty. W jednym biurowcu (analogicznym do bloków wielorodzinnych) cyfrowy bliźniak przyczynił się do obniżenia zużycia energii i skrócenia czasu reakcji serwisu. W budynkach mieszkalnych podobne rozwiązania mogą przekładać się na niższe rachunki za ogrzewanie i prąd oraz wydłużenie cyklu życia instalacji.

Ekologicznie – możliwe są mniejsze emisje CO₂ dzięki optymalizacji systemów HVAC i symulacjom modernizacji. Dla deweloperów rozwiązanie może wspierać proces sprzedaży – np. wirtualne spacery po jeszcze niegotowym osiedlu mogą zwiększać zaufanie klientów.

Przyszłość: smart osiedla z digital twin

Już dziś eksperci wskazują na trend przechodzenia od cyfrowych bliźniaków pojedynczych budynków do bardziej kompleksowych modeli całych osiedli. Integracja z systemami smart city może umożliwiać analizę ruchu mieszkańców, planowanie ewakuacji oraz ocenę wpływu zmian klimatycznych na obiekty. W Polsce, gdzie rynek nieruchomości wielorodzinnych rozwija się dynamicznie, digital twin może w przyszłości stać się jednym z elementów wspierających zarządzanie nieruchomościami – podobnie jak BIM w projektowaniu.

Polecamy: Prawo własności intelektualnej w budownictwie – dokumentacja, BIM i odpowiedzialność prawna

Podsumowanie

Budynki wielorodzinne z cyfrowym bliźniakiem to nowoczesne narzędzie do bardziej efektywnego, bezpiecznego i komfortowego zarządzania. W krajach zachodnich rozwiązania te są coraz powszechniejsze, a polski projekt w Gdyni pokazuje, że podobne wdrożenia są możliwe także u nas, choć wciąż w fazie pilotaży. W przyszłości digital twin może stać się istotnym wsparciem dla zarządców i deweloperów.

***

Źródła: www.ashvin.eu, www.gdynia.pl, www.politykabezpieczenstwa.pl, www.mdpi.com, www.innowise.com, www.prefasada.pl, www.rynekinstalacyjny.pl, www.boringowl.io, www.matterport.com

Artykuł powstał przy wykorzystaniu AI

Przejdź do galerii: Gładzie i tynki wewnętrzne: właściwości, rodzaje, techniki aplikacji