Autor: Andrey Volkov, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Decano de la Facultad de Sistemas de Información, Tecnologías y Automatización en la Construcción (ISTAS) MGSU.
Este artículo es esencialmente una declaración de los fundamentos del enfoque innovador de la Universidad Estatal de la Construcción de Moscú (MGSU) para proyectar la experiencia y los resultados de muchos años de trabajo de científicos e investigadores en diversas áreas de las ciencias teóricas y aplicadas en una de las áreas más importantes de la vida y la actividad humanas. — construcción, cuyo período coincide con el comienzo de la existencia humana significativa.
Desde entonces, el constructor ha estado resolviendo el problema de crear una casa sólida y confiable en la que se sienta seguro y cómodo. Miles de años después, todavía se enfrenta a la misma tarea. ¿Pero qué ha cambiado? ¿Qué nos obliga hoy a buscar formas y métodos fundamentalmente nuevos para resolverlo, lo cual, observo, no es tan simple?
Hay muchas razones. Los principales radican en la constante corrección natural y artificial del significado de los conceptos de “seguridad” y “comodidad”. La naturaleza y variedad de las catástrofes naturales y provocadas por el hombre no permiten a los constructores poner fin a ninguno de los proyectos más modernos, ni hoy ni en el futuro. Además, si en la cueva era apropiado hablar solo de protección contra los animales salvajes y el mal tiempo, hoy, por triste que sea, una persona tiene que pensar en la protección de los humanos. En este caso, a ambos lados de las “barricadas” se encuentran las más modernas tecnologías de creación y destrucción. Cualquier logro de los científicos se divide instantáneamente en dos “caras de la moneda”.
En el contexto de lo anterior, el cambio en las ideas humanas sobre la comodidad durante los últimos milenios no parece un problema de tan gran escala. Sin embargo, en los últimos años a los especialistas les ha resultado difícil llegar a un compromiso en esta cuestión. El componente económico, que juega un papel importante, obliga cada vez más a los constructores modernos a «saltar por encima de sus propias cabezas». Desafortunadamente, se pueden dar muchos ejemplos cuando tal “salto” le cuesta demasiado a una persona…
A pesar de este panorama tan pesimista, por supuesto, no hay que desesperarse. Hoy en día, se están formando, existen y se están desarrollando varias escuelas científicas modernas serias, que ofrecen soluciones integrales y orientadas a diversos aspectos de los problemas planteados. Me enorgullece señalar que los principales fueron creados y desarrollados en MGSU.
Es apropiado comenzar el análisis de los problemas de la construcción de teorías generales de gestión de edificios y estructuras con un análisis del significado y contenido del concepto de “edificio inteligente” (Edificio Inteligente – IB), que surgió como resultado de la práctica de utilizar nuevas soluciones de ingeniería en la construcción moderna.
Hoy en día, a pesar de que el concepto de «edificio inteligente» es utilizado con bastante frecuencia por científicos y especialistas que representan diferentes áreas del diseño, la producción y la gestión de la construcción, es imposible formular una definición universal de este término. que satisficiera la variedad de contextos existentes.
Además de lo anterior, estamos hablando de conceptos utilizados en la construcción y la arquitectura modernas como “edificio sostenible”, “edificio energéticamente eficiente”, “arquitectura bioclimática” – inglés), “edificio saludable” (Healthy Building – inglés), etc. Se puede decir con cierto desconcierto que hoy un edificio o estructura «se vuelve» «inteligente» por la voluntad de sus creadores, quienes consideraron posible atribuir uno o más sistemas de ingeniería a una dirección de moda, permitiendo colocar un objeto en el mercado a un nivel cualitativamente nuevo y justificar costos irrazonables.
Probablemente no haya nada de malo en esto, pero con la única salvedad de que en muchos casos estamos hablando de una cierta aura de «hogar inteligente» que acompaña determinadas soluciones técnicas y de ingeniería, cuya originalidad y calidad varían ampliamente.
En cualquier caso, pueden clasificarse en una o más categorías conocidas:
– automatización de sistemas y procesos;
– seguridad;
– información y comunicaciones;
– optimización del uso de recursos;
– conformidad y flexibilidad funcional/técnica;
– ecología;
– ergonomía y comodidad.
A pesar de la incertidumbre terminológica, la relevancia de la investigación científica y práctica en cada una de estas áreas está fuera de toda duda. Además, en muchos países estos problemas reciben el estatus de prioridades estatales y se resuelven en el marco de programas del gobierno federal en todos los niveles.
Sin desmerecer en modo alguno los méritos de las soluciones de ingeniería modernas dentro del área designada , intentemos ver el problema un poco más ampliamente.
El paradigma actualmente vigente del «edificio inteligente» y áreas relacionadas se puede formular sobre la base del concepto del llamado sistema de gestión de edificios (BMS), cuya tarea principal es automatizar los procesos de evaluación de situaciones que surgen durante la construcción. funcionamiento de un edificio y responder a ellos de una determinada manera.
El principal problema que enfrenta cualquier especialista que evalúe tales soluciones desde el punto de vista del análisis de los fundamentos de la metodología para la construcción de sistemas originales es que generalmente son de naturaleza extremadamente estrecha y orientada al tema, lo que limita la capacidades de ingeniería de sistemas del proyecto a nivel de ingeniería.
Brecha metodológica en el paradigma existente de «construcción intelectual»
Las “soluciones integradas” y los BMS de “integración de sistemas” que ofrecen algunos fabricantes, principalmente extranjeros, no cambian cualitativamente la situación actual, ya que no son más que los llamados sistemas de control automatizados (ACS) de diferentes niveles y orientaciones que son compatibles. en uno o más parámetros clave, habiendo desplegado medios de soporte de información para las interfaces operativas.
Se puede argumentar razonablemente que hoy en día la práctica de crear sistemas de gestión de edificios está muy por delante de la teoría. La razón objetiva de esto es la relevancia del tema bajo consideración, en primer lugar, desde un punto de vista práctico, que determina la voluntad del cliente (inversor) de incurrir en gastos adicionales, cuya recuperación hoy en día ya no está disponible. duda. El resultado de tales proyectos a menudo está lejos no sólo del ideal, sino también de cualquier nivel aceptable en la perspectiva evaluada. Desde el punto de vista del diseño real de BMS, lo anterior lleva al hecho de que el ingeniero se enfrenta cada vez más a problemas que son fundamentalmente irresolubles a su nivel.
Existe un grave problema metodológico debido a la falta de fundamentos de la ciencia aplicada: la teoría del diseño y construcción de sistemas en el contexto descrito (imagen).
Lo más triste es que la invaluable experiencia acumulada por varias generaciones de científicos e investigadores en muchas áreas de las ciencias naturales modernas durante los últimos siglos no se está utilizando para resolver este problema de manera adecuada.
Hoy en día, se han formado o se están formando áreas enteras de conocimiento científico fundamental que pueden cambiar cualitativamente el paradigma de la práctica de la ingeniería mediante el desarrollo de ciencias aplicadas relevantes. Podemos decir con seguridad que la construcción de edificios y estructuras es una de las industrias más prometedoras en este sentido.
Por tanto, los esfuerzos de los contemporáneos deben dirigirse principalmente a eliminar las contradicciones que caracterizan la situación en la que muchos las soluciones prácticas necesitan urgentemente una justificación teórica, y los logros declarados de la ciencia fundamental no pueden entrar en nuestras vidas, sin una posibilidad real de pruebas industriales.
El paradigma de la cibernética abstracta, que declara los principios y métodos generales de estudio de sistemas de naturaleza cualitativamente diferente (biológicos, técnicos, sociales, etc.), que se desarrollaron a principios de la segunda mitad del siglo XX, en un alto nivel de desarrollo. de las tecnologías de la información y las telecomunicaciones en los sistemas técnicos, la investigación fundamental y aplicada de las principales escuelas científicas, que reflejan diversas áreas del conocimiento moderno en el contexto de los principios de la teoría de los sistemas funcionales, pueden y deben convertirse hoy en la base metodológica de un enfoque cualitativamente nuevo. a la generación y evaluación de soluciones de ingeniería en la construcción, uno de los sectores de producción industrial más populares, en desarrollo dinámico y prometedores, que determina en gran medida el nivel de progreso científico y tecnológico en general. La necesidad objetiva de tal enfoque está dictada por una serie de factores sociales y de origen humano, cuya importancia de prestar la mayor atención se ve confirmada por las estadísticas de nuestros propios errores que son decepcionantes para la humanidad.
Es obvio que el uso de los últimos logros de la ciencia y la tecnología, junto con beneficios tangibles, está plagado de peligros potenciales, a veces tan importantes que no se puede evaluar la escala de posibles desastres.
Por otro lado, detener el desarrollo del progreso científico y tecnológico hoy no sólo es imposible, sino también peligroso debido a un conjunto igualmente importante de razones objetivas. Sólo podemos maniobrar hábilmente en el ámbito de compromisos razonables de nuestros propios logros con la naturaleza y el mundo que nos rodea.
Norbert Wiener, profesor de matemáticas en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, señaló que “…la naturaleza, en el sentido amplio de la palabra, puede y debe servir no sólo como fuente de problemas resueltos en mi investigación, sino también para sugerir una solución. aparatos adecuados para solucionarlos…”. Es esta tesis del creador de los fundamentos de la cibernética la que forma la base del concepto de ingeniería de sistemas funcionales para la gestión de edificios y estructuras a nivel homeostático, que implica el uso de los principios de funcionamiento de los organismos vivos para resolver problemas de gestión. sistemas técnicos complejos.
La posibilidad, así como el éxito de resolver problemas en tal formulación, depende directamente de hasta qué punto un investigador moderno es capaz de percibir y utilizar la experiencia y el conocimiento acumulado hasta la fecha por la ciencia de la ciencia. la naturaleza humana y la tecnología, como productos de su intelecto.
Hoy en día, se han creado las bases de la ciencia aplicada que permiten diseñar las tecnologías de «construcción inteligente» más modernas en un nivel de práctica cualitativamente nuevo. implementar tales sistemas.
La siguiente etapa en el desarrollo del paradigma propuesto es la «ciudad inteligente», la teoría de su creación hoy constituye la base del desarrollo innovador de MGSU en los aspectos científico, aplicado y educativo, permitiendo a la ciencia de la construcción nacional no solo mantenerse al día. conocer los logros mundiales en esta área, pero también compartir experiencias en algunos temas con colegas extranjeros.
Los resultados declarados de las actividades científicas, innovadoras y educativas están confirmados por decenas de disertaciones defendidas en los últimos años, cientos de publicaciones científicas y desarrollos educativos y metodológicos de nuestros profesores del más alto nivel.
Una característica importante del paradigma de diseño, construcción y operación de «edificios inteligentes» y «ciudades inteligentes» propuesto en MGSU es la posibilidad de atraer a su desarrollo a científicos y especialistas que tengan experiencia práctica relevante y conocimientos en áreas aplicadas específicas de cualquier ciencia. , educativas, industriales, de diseño y otras organizaciones tanto a nivel teórico como a nivel de práctica de las soluciones propuestas.
Estrecha cooperación de nuestra universidad con la Asociación para la automatización de edificios y sistemas de control para equipos de ingeniería. BIG-RU en el contexto anterior, que se ha estado desarrollando activamente recientemente, puede y debe convertirse en la base para la creación de un centro científico y educativo innovador que involucre y generalice la experiencia nacional y extranjera en la teoría y la práctica de la implementación de soluciones en el campo. de «edificios inteligentes» y «ciudades inteligentes» en el proceso de creación y transferencia de tecnologías industriales para el diseño, construcción y operación de edificios y estructuras modernas a un nivel cualitativamente nuevo de objetos seguros, energéticamente eficientes, respetuosos con el medio ambiente y cómodos — representantes de la tríada más compleja “hombre — tecnología — hábitat”.
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