Akıllı Binalar (Smart Buildings) Nedir?

Akıllı bina (smart buildings) kavramı kullanıldığında genellikle akla binanın sahip olduğu otomasyon sistemleri (ısı-iletişim-güvenlik vb.) öncelikle akla gelir. Ancak bu konsepte binada kullanılan malzemelerin mühendislik özellikleri (smart materials) ve binanın statik ve dinamik yapısı (depreme yüküne karşı direnç) da göz önünde bulundurulmalıdır. Akıllı binalarda amaç maksimum yarar, maksimum işlev ve maksimum tasarruftur.

Akıllı bina deyince öncelikli olarak dört temel unsur düşünülmeli.

1.Enerji verimliliği sistemleri

Akıllı binalarda pek çok özellik bir arada bulunur, beklentilerin üstesinde donanımları içinde barındırlar. Ancak istenilen işlerin, süreçlerin yerine getirilmesi için enerjinin en düşük seviyede kullanılması istenir. Akıllı bir bina servis ömrü boyunca en ekonomik şekilde hizmet vermelidir. Bunun sağlanması için bir çok sistem organize bir şekilde kullanılır:

-Bina otomasyon sistemi
-Enerji yönetimi sistemi
-Enerji kontrolü sistemi
-Merkezi kontrol ve izleme sistemi

Öncelikle harcanan enerjinin boşa gitmesini önlemek gerekir. Mümkün olduğunca yüksek verimle ihtiyaçları karşılama prensibine göre hareket edilmelidir. Isıtma, ışıklandırma ve temizlik sistemleri minimum enerji tüketimiyle çalıştırılmalıdır. Isıtma sistemleri hava sıcaklığına göre ayarlanır ve optimum seviyede olmaları sağlanır. Aydınlatma sistemleri gün içinde farklı derecelerde kullanılabilir.

Asansörler daha çok kullanılan katlara diğer katlara uğramadan çıkabilir. Yazın havalandırma sistemleri hava sıcaklığına göre otomatik olarak derecelendirilir. Daha ekonomik iletişim sistemleri için gerekli alt yapı bulunur. Bina içerisinde ki havanın temizlenmesi için havalandırma ve filtre eden sistemler havanın temizliğine ve tazeliğine göre çalışırlar.

Nasıl ki güneş enerjisi ile çalışan arabalar geliştiriliyorsa, güneş enerjisinden istifade edebilen bölgelerde güneş enerjisini (solar enerji) depolayan ve dönüştüren sistemler kullanılarak enerji üretiminin doğal kaynaklardan yenilenebilir olarak üretilmesi sağlanmalıdır.

2. Güvenlik sistemleri
Akıllı binalar daha yapım aşamasındayken kullanılan malzemeler özenle seçilmeli, yangın gibi tehlikeli bir felaketle karşılaşıldığında alevlerin büyümesine sebep olacak malzemelerden kaçınılmalı ve otomatik söndürme ve uyarı  mekanizmalarının devreye girmesi sağlanmalıdır.

Ayrıca insanların rahatça binayı terk edebilmeleri için her kattan kolayca çıkışa imkan sağlayacak bir tasarım kullanılmalıdır. Tehlike iç kısımda ise bina dışı asansörleri ve bina içerisindeki alternatif merdivenleri uygun şekilde yapılandırmak gerekir.

Sadece merdiven de değil, o an binada bulunabilecek engelli vatandaşlar için gerekli önlemler göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca, binalara giriş ve çıkışta gerekli güvenlik önlemleri de her zaman için sağlanmalıdır.

-Gelişmiş makinalar ile üst düzey güvenlik
-Kart kontrol sistemleri
-Kişi tanıma sistemleri (parmak izi-ses-iris tarama)
-Duman algılama sistemleri
-Kartsız girişlerde alarm
-Asansör ve kapılarda tehlike anında devreye girecek sistemler
-UPS (Kesintisiz güç kaynakları)
-Gerektiğinde kolayca ulaşılabilecek kurtarma ekipmanları
-Termal kameralar ile canlı kontrolü

3. İletişim-haberleşme sistemleri

Bina içerisinde ve dışarısında personellerin kolayca ve en az maliyetle kolayca haberleşmesine imkan tanıyacak sistemlerin kullanılmasına özen gösterilmelidir.

-PBX telefon sistemi
-Telsiz sistemi
-Vidyotext
-Kablosuz internet
-Elektronik mail
-Telekonferans sistemi

Bina içerisinde ve dışında çalışan hareket halindeki personel için telsiz ve bluetooth veya wireless kulaklık sistemleri kullanılabilir.

4. İşyeri otomasyonu

Her zaman için, çalışma ortamından ve çalışanlardan maksimum performans alınması beklenir. Bunun için gerekli bazı sistemler:

-Merkezi bilgi paylaşım servisi
-Uzak sunucu yedeklemesi
-Bilgisayar destek sistemi
-Bilgi servisleri
-Çalışanlar için rahatlama ortamları
-Üst kat bahçeleri

Ülkemizdeki akıllı binalara örnek verecek olursak;

-Abdi İbrahim genel merkezi
-Polat Tower Residence
-Tekfen Tower
-İşbank Kulesi

Yukarıda genel anlamda iş merkezi olarak kullanılan yapıların özelliklerinden bahsettik, bir de ev olarak kullanılan akıllı evlere, ecohome’ları ele alalım.

Temel mantalite olarak yine enerjinin maksimum verimle kullanılması ve kullanılan enerjinin de minimum maliyetle elde edilmesi esaslarına dayanmaktadır. Tabi bunları uygularken riskleri de göz önünde bulundurarak gerekli tedbirleri önceden almak şarttır.

Akıllı bina konsepti 1980’li yılların başlarında ABD’de doğmuştur. Bu konsepte göre akıllı binalar; bina içinde ve dışındaki koşulların algılanması, tüketilen kaynak ve enerjinin en aza indirilerek en verimli, rahat ve güvenli bir ortamın oluşturulması ve binadaki nesnelerin insanlarla kullanımı kolay araçlarla etkileşiminin sağlanmasını sağlar. Forbes dergisinde yayınlanan bir makaleye göre akıllı binaların temel özellikleri şunlardır:

  • HVAC sistemlerinin optimize edilmesi
  • Elektrik kullanımının azaltılması
  • Bina güvenliğinin en üst seviyeye çıkarılması
  • Aydınlatma için akıllı sensörler
  • Uzak lokasyonlardan takip ve kontrol edilebilen araçlar

Özetle, akıllı bina teknolojisi birçok bileşenden meydana gelmektedir. Günümüzde uzaktan erişimle klima, panjur, kombi gibi çeşitli aygıtların açılıp kapatılabildiği evler için de “akıllı ev” deniliyor olsa da akıllı ev teknolojisinin bunlarla sınırlı olmadığı bilinmektedir.

“Akıllı ev” denince, bilgisayar ve teknoloji ile donatılmış, kullanıcının konforunu ve güvenliğini sağlarken tasarruf etmesini de sağlayan bir yapı akla gelmelidir. Global olarak yapılan farklı tanımlar temel olarak bu çerçeveyi esas almaktadır.

Ayrıca endüstri 4.0 ile birlikte esnek ve yenilikçi çözümlerin ortaya çıkması, minimum enerji ile maksimum performans alımına odaklanılması, dijitalleşmenin yaygınlaşması “akıllı bina teknolojileri”nde etkili bir rol oynamaktadır.

Akıllı Binaları Farklı Kılan Unsurlar

Günümüzde hala mevcut birçok mimarinin akıllı bina teknolojisinden tümden yoksun ya da büyük oranda yoksun olduğunu söylemek mümkün. Bir otomasyon sistemine sahip olmayan bu binalarda enerji tasarrufunun sağlanması, karbon emilimini düşüren dış cephelerin olması ya da güvenlik ve gözetim için gereken sistemin mevcudiyetinden bahsedemeyiz.

Akıllı binalar bunların daha fazlasına sahip olan yapılardır. Temelde enerjinin verimli kullanımı ve kontrolü, güvenlik sistemleri, iletişim ve haberleşme sistemleri ve merkezi yönetime sahip olmaları bakımından kullanıcı konforunu da maksimize edebilirler. Bu tür yapıların tam anlamıyla akıllı bina sayılabilmesi için tasarım sürecinin başından itibaren merkezi denetim ve işletmeyi sağlayan alt sistemlerin bir bütün olarak ele alınması gerekir.

Enerji verimliliği açısından akıllı binalar ömür boyu minimum düzeyde enerji harcayacak şekilde tasarlanır. Buna bağlı olarak ısıtma, ışıklandırma ve temizlik sistemleri en az düzeyde enerji harcar. Örneğin, ısıtma hava sıcaklığına bağlı olarak optimum düzeyde ayarlanır. Işıklandırma için gün ışığından maksimum derecede fayda sağlamak esas alınır. Havalandırma sistemleri için de güneş enerjisinden yararlanılır.

Güvenlik sistemleri daha yapının malzeme seçiminden itibaren oluşturulmaya başlanır. Mühendislik aşamasında da deprem gibi afetler karşısında daha güvenli çözümler sunması için farklı montaj tekniklerinden yararlanılır. Ayrıca, binalara giriş ve çıkışlar için de hem insan gücü hem de yüksek teknolojik donanımla güvenlik sağlanır.

Bina içindeki sistemlerin kusursuz işleyişi aynı zamanda personelin doğru bir şekilde koordine edilmesini de kapsar. Bu yüzden bina içindeki personelin haberleşmesi, kablosuz internet, telsiz sistemi, videotext ve telekonferans sistemi gibi iletişim ve haberleşmeyi kolaylaştıran altyapı da mevcuttur.

İş yeri amaçlı kullanılması bazında ise çalışanların rahatlık ve konforunu sağlayacak artı mekanlar da akıllı binaların mimarisi içinde yer alır. Bunun dışında, iş yeri otomasyonunda bilgisayar destek sistemi, merkezi bilgi paylaşım servisi, uzak sunucu yedeklemesi gibi birçok sistem akıllı binalarda bulunur.

Enerjinin doğru kullanımından konforun sağlanmasına kadar geniş bir yelpazede yüksek standartları barındıran akıllı binalara örnek olarak ise İşbank Kuleleri, Dünya Ticaret Merkezi, Yapı Kredi Bankası Operasyon Merkezi Binası verilebilir. Bu binalarda, örneğin; fotoselli aydınlatma, duman ve sıcaklık sensörleri, gazlı söndürme sistemleri “akıllı bina teknolojisi”nin bir parçası olarak sayılmaktadır.