Viviendas inteligentes o digitales

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Viviendas inteligentes o digitales

  1. 1. ¿Viviendas inteligentes o viviendas digitales? Comprendiendo espacios usando semiótica. Necesidades del usuario. Gestión de energía en ambientes internos. Comprendiendo espacios usando semiótica Referencia Kecheng Liu, Runming Yao. Guest editorial: Understanding pervasive intelligent spaces using semiotics. Intelligent Buildings International 2 (2010), 3-4, doi1:10.3763/inbi.2009.0039. © 2010 Earthscan ISSN 2: 1750-8975 (print), 1756- 6932 (online) www.earthscan.co.uk/journals/inbi Un servicio de atención al usuario Además de sus características físicas hay una dimensión socio-económica y cultural que le da valor a una edificación. Observe que el propósito de los edificios inteligentes es mejorar la calidad del trabajo y de vida de los ocupantes. Este requerimiento se atiende si contamos con información y comunicación que permita la interacción entre el usuario y el edificio. Este último —el edifico— puede así atender las necesidades del usuario. A su vez, éstas no sólo son para él, sino también para el medio ambiente (como temperatura, humedad, o iluminación). El elemento clave para este servicio orientado a las necesidades del cliente, es la información y comunicación entre ambos elementos. Sea que la respuesta pueda ser una acción física (como el ajuste de temperatura) o una información que se muestra (en la forma de un mensaje), el proceso de interacción se funda en la semiótica3 para que ambas partes se entiendan. La semiótica estudia el signo desde la perspectiva de la sintaxis, la semántica, y el pragmatismo. La sintaxis comprende las reglas y patrones para componer un signo o los componentes de un signo complejo. La semántica estudia el significado de un signo. El pragmatismo enfatiza el efecto y el uso intencionado de un signo. En una aproximación semiótica, la concepción, diseño, e implementación de un espacio inteligente integrado debe seguir las normas de sintaxis, semántica, y pragmatismo, buscando que ser capaz de brindar el servicio para el que es requerido. Así, si el espacio debe tener capacidad de reconocer a usuarios 1 Digital Object Identifier (DOI) es un sistema de identificación de las publicaciones científicas que no cambia aunque el artículo sea reubicado en un sitio web distinto. 2 International Standard Serial Number (ISSN) se entiende como el Número Internacional Normalizado de Publicaciones Seriadas, el cual permite identificar de manera única una colección como en los diarios u otras publicaciones periódicas. Para libros se usa el International Standard Book Number (ISBN), Número Estándar Internacional del Libro. 3 Entendida como la teoría de signos en la vida social, incluyendo la información y la comunicación 1
  2. 2. individuales, será capaz de la identificación personal y del servicio personalizado necesario, logrado a través de tecnologías apropiadas. Necesidades del usuario Referencia Jia-Yih Chen (Architecture, Nanya Institute of Technology, Taiwan), Yu-Pin Ma (Architecture, National Cheng-Kung University, Taiwan), Chen-Chi Chang (Information Management, Nanya Institute of Technology, Taiwan). An assessment of user needs for intelligent living space. Intelligent Buildings International 2 (2010), 20-40, doi:10.3763/inbi.2009.0031. © 2010 Earthscan ISSN: 1750-8975 (print), 1756-6932 (online) www.earthscan.co.uk/jounals/inbi El objetivo de este estudio es facilitar el diseño de espacios inteligentes basados en la valoración de las necesidades del usuario. Se trata de diversas tecnologías puestas a la atención de las personas. En el estudio, se propone un modelo basado en tecnología hedónica4, donde los factores considerados son: seguridad, salud, sostenibilidad, y conveniencia. De acuerdo a los datos tomados de un cuestionario se demostró que las tecnologías para seguridad son significativamente percibidas como muy útiles, mientras que las aplicaciones para conveniencia lo son como de lujo. Introducción La introducción de las tecnologías de información y comunicación en los edificios ha sido motivada por la promoción de espacios de vida inteligentes, con fuerte influencia en el desarrollo de la industria de edificios inteligentes. Se sabe de ejemplos diversos en Japón, Corea, Singapur, Taiwán, Holanda, y Estados Unidos. Seguridad, salud, sostenibilidad y conveniencia son considerados como los cuatro principales objetivos en el desarrollo de las políticas sobre espacios inteligentes. Tecnologías embebidas en espacios inteligentes Las tecnologías de información y comunicación pueden distinguirse en las siguientes áreas: En infraestructura Redes alámbricas e inalámbricas que soportan diversos dispositivos, manejo de bases de datos remotas, transmisión a alta velocidad de video/audio, y dispositivos versátiles móviles. Salida de información Desde monitores públicos a personales, soportados por tecnologías ópticas, o vía materiales, y sensores para señalamiento tangible. Tecnología de sensores Ecosistema artificial basado en sensores, para identificar objetos, biológicos o cifrados, y alcanzar un contexto ambiental vía redes. En artefactos interactivos Objetos con información mejorada en dispositivos o muebles, medios interactivos, dispositivos móviles. Requerimientos para un espacio inteligente Para llevar adelante una política de subsidios en edificios inteligentes, en Taiwán se condujo un cuestionario con 1200 muestras, con los siguientes resultados. 4 El hedonismo considera al placer (satisfacción, sensación agradable producida por la realización de algo que gusta o complace) como propósito de la vida. 2
  3. 3. Resumen de los resultados de la encuesta Factores Requerimientos Alcances Acuerdo, % Seguridad, SA Prevención del Robo, secuestro, fraude, prevención 86.6 crimen de violencia y alarma Prevención de Sismo, tifón, avalanchas, 86.4 calamidades prevención de deslizamientos y alarma Seguridad de Alimentos, medicamentos, y agua 86.3 alimentos para beber, bien inspeccionados y vigentes. Cuidado de la Gestión de la salud Para un buen hábitat, descanso 90.0 salud, HE confortable, recuperación de fatiga, advertencia de enfermedades. Cuidado remoto de Acceso remoto de información 74.0 salud médica, reporte de pacientes, emergencia. Discapacidad Ambiente libre de obstáculos, 59.2 amigable facilidades de asistencia bien equipadas. Ahorro de Ahorro de energía Impulso estratégico al ahorro de 73.4 energía y energía y al reciclaje sostenibilidad, EN Ambiente amigable Clasificación de residuos, reciclaje 76.6 Confort y Confort Ambiente controlado, apoyo al 77.2 conveniencia, trabajo del hogar, facilidades para CO la gestión del hogar. Aprendizaje Aprendizaje para todos, en todos 62.8 electrónico los casos. Trabajo móvil En red en todo tiempo y en todo 59.6 lugar, acceso a los datos de la oficina. Comunicación Transparencia en la comunicación 61.7 social para la gente, e información digital. También se realizó un focus-group con 40 entrevistados en cinco grupos, con los siguientes resultados con sus requerimientos. 3
  4. 4. Resumen de la reunión por grupos Grupo Área Requerimientos Madres con niños Seguridad Acceso a información remota sobre la situación de los niños. Personas mayores Cuidado de la Acceso a datos desde los dispositivos del hogar. salud Seguridad Gestión de seguridad: información disponible para la familia. Trabajadores en Cuidado de la Vigilancia mientras se atienden los deberes a su salud salud cargo. Trabajadores de Confort y Trabajo todo el tiempo y en todo lugar. oficina conveniencia Seguridad Plataformas de reconocimiento de identidad. Estudiantes Confort y Total apoyo a tecnologías de información y jóvenes conveniencia comunicación. Experimento empírico Living 3.0 es un centro de demostración para vivienda inteligente del futuro en Taiwán: (a) integra más de 50 productos innovadores del mercado y de la tecnología actual taiwanesa, (b) proporciona una demostración a escala real y una experiencia física de vivienda y de oficina, y (c) apoya la investigación en cuanto validación de un prototipo. En este centro se ha implementado en dos pisos un espacio de 1100 m2. El escenario de vivienda (para una familia de tres generaciones) incluye una sala, comedor, cocina, salón de lectura, área de entretenimiento, y tres dormitorios. Resumen de la tecnología incorporada en el espacio de vivienda Localización Imagen Tecnología Objetivos de diseño Entrada Sistema de monitoreo de la SA frontal seguridad CO Sistema de control ambiental Sistema controlado de acceso en video Sistema de control de luces Jardín Sistema de jardinería interior EN interior inteligente CO Sistema de gestión de regado automático 4
  5. 5. Cocina y Detector e interruptor de gas SA comedor Sistema de monitoreo de la calidad EN del aire Sistema de monitoreo de seguridad CO Sistema de cocina inteligente Sistema de control de luces Sala Mesa digital interactiva SA Sistema de control del servicio del EN hogar con agente de voz Sistema de control del escenario CO Sistema de control de luces Sistema de monitoreo de seguridad Sistema integrado de comunicación Sistema de películas y TV Sistema de monitoreo de la calidad del aire Sistema de teléfono y video Salón de Plataforma de servicios del hogar CO lectura Sistema de reuniones remotas de personal Salón de Sistema de video, música, lectura CO entre- Sistema de monitoreo de la calidad tenimiento del aire Cuarto de Sistema de monitoreo de salud HE los abuelos Sistema de guía nocturno SA Sistema de servicio del hogar con agente de voz CO Sistema de monitoreo de seguridad EN Alarma de riesgos y sistema de reporte Sistema de control de luces Sistema de control de aire acondicionado Baño Sistema SPA y baño inteligente CO Alarma de riesgos y sistema de EN reporte Sistema de control de luces Sistema de control de la calidad del aire Sistema de bombeo Cuarto de Sistema inteligente de cuentos CO los niños Equipamiento de luces EN Sistema remoto de reuniones Pared multimedia interactiva 5
  6. 6. Cuarto Closet inteligente CO principal Sistema de sueño tranquilo HE Sistema de monitoreo de calidad del aire Sistema para estar libre de obstáculos Sistema de teléfono y video En el escenario de oficina, se trata de una típica oficina de tamaño medio para 25 a 30 personas, está en el segundo piso e incluye la entrada, recepción, oficina del gerente, oficina del staff, sala de conferencias, biblioteca, y sala de control. Resumen de la tecnología incorporada en el espacio de oficina Localización Imagen Tecnología Objetivos de diseño Entrada frontal Sistema de monitoreo integrado SA de seguridad EN Sistema de control ambiental inteligente CO Sistema de comunicación con video Sistema de gestión de energía del edificio Sala de Sistema de iluminación SA recepción Sistema de monitoreo de la EN calidad del aire Pared de proyección de alta CO resolución Sistema interactivo de recepción Oficina del Sistema remoto de reuniones de CO gerente personal Tablero interactivo Sistema móvil de control Sistema de monitoreo de calidad del aire Sistema programado de reuniones Biblioteca Sistema de posicionamiento de CO libros y lectura inteligente Oficina del staff Sistema de monitoreo de SA seguridad EN Sistema de transmisión y colección de luz solar CO Sistema de monitoreo de calidad del aire Sistema de gestión de fachada inteligente Sistema remoto de reuniones de 6
  7. 7. personal Salón de Monitor interactivo de tacto CO conferencias Sistema de monitoreo de la calidad del aire Sistema de control de privacidad Sistema programado de reuniones Sistema de cuestionario electrónico Cuarto central Sistema de control ambiental SA de control inteligente EN Sistema de monitoreo de seguridad CO Sistema de alarma de riesgos y reportes Sistema de gestión de energía del edificio Sistema de teléfono y video Modelo de aceptación de la tecnología El modelo usado en este estudio ha sido aplicado para averiguar sobre la aceptación de diferentes tecnologías. Se relaciona con los conceptos de creencia, actitud, intención, y comportamiento. Se basa en la teoría de que la aceptación depende de las creencias: La utilidad percibida. El hecho de que la persona cree que usando una tecnología en particular mejorará el desempeño en el trabajo. Percepción de la facilidad por el uso. El hecho de que una persona cree que usando una tecnología determinada lo hará libre de esfuerzo. Disfrute percibido. El hecho de que una persona percibe que disfruta usando un sistema en su propio provecho. Es una motivación que involucra placer y satisfacción. Gestión de energía en ambientes internos Referencia Runming Yao (Construction Management and Engineering, University of Reading, Whiteknights, UK), Jie Zheng (Urban Construction and Environmental Engineering, 7
  8. 8. Chongqing University, China). A model of intelligent building energy management for the indoor environment. . Intelligent Buildings International 2 (2010), 72-80, doi:10.3763/inbi.2009.0033. © 2010 Earthscan ISSN: 1750-8975 (print), 1756-6932 (online) www.earthscan.co.uk/jounals/inbi Se incrementa el uso de la tecnología digital para apoyar los sistemas de control destinados a la mayor eficiencia de energía en edificios. Este artículo presenta un modelo holista e integrado de gestión de energía llamado sensor inteligente, decisión óptima, y control inteligente (SMODIC). El modelo toma en cuenta las respuestas de los ocupantes a la relación entre el ambiente interno y el sistema de control. Está basado en un modelo de toma de decisiones de criterio múltiple para ambientes internos, y que ha sido integrado al sistema total. El modelo está centrado en el interés de las personas, y utiliza tecnología de información para lograr el ahorro de energía en edificios. Introducción Cifras recientes (2008) de consumo de energía en China indican que el correspondiente al de las edificaciones, alcanza el 25% del total. Este porcentaje llega al 50% en el Reino Unido. Este consumo está ligado al control de temperatura, ventilación, aire acondicionado y sistema de luces. Pero, más estrictamente, está fuertemente relacionado con la satisfacción de los ocupantes así como de su comportamiento cuando usan energía para mejorar el ambiente interior. De esta manera, los esfuerzos por un consumo más eficiente pasan por comprender la satisfacción de los ocupantes y su comportamiento ante la gestión de energía que se guía por el consumo. El modelo que presenta el artículo trata de cubrir esta relación. Sistema tradicional de control La gente pasa más del 80% de sus vidas en edificios, de ahí que la búsqueda de su confort al interior de los mismos está relacionada con su bienestar para una mejor productividad y calidad de vida. Sin embargo, los servicios de temperatura, ventilación, aire acondicionado, y luces (HVAC), consumen una gran cantidad de energía. Los factores que regulan estos servicios incluyen la temperatura, la humedad, y el aire fresco. Tradicionalmente los dispositivos de control con incorporados al sistema general de gestión de energía del edificio. Sin embargo, están basados en parámetros físicos que no son suficientes para detectar la respuesta de los ocupantes.  Temperatura y humedad Los datos estadísticos en China (2005) indican que por 1°C que se incrementa la temperatura de un cuarto, sube el consumo de energía en más del 10%. La precisión del sistema de sensores es esencial para enviar información confiable al sistema de control y mejorar la satisfacción de los ocupantes.  Calidad del aire Se dispone de estándares para las tasas mínimas de cambio de aire en diferentes espacios como hospitales, oficinas y teatros. La intención es llegar al mínimo CO2 de concentración por ambiente. Controles pasivos Los diseños pasivos de control han sido objeto de atención por diseñadores. Por ejemplo, buscar la radiación solar para el calentamiento en invierno, pero con 8
  9. 9. efecto negativo frente a la necesidad de enfriamiento en verano. Utilizar luz diurna para disminuir la iluminación artificial. O ventilación natural según las épocas del año. Para mejorar estas respuestas pasivas, se han incorporado algunas tecnologías de control inteligente, como oscurecimiento automático, apertura automática de ventanas, o para el control de luminosidad de los dispositivos de luz. Respuestas de los ocupantes Las personas actúan frente a los estímulos del medio ambiente a través de varias reacciones. Fisiológicas La transpiración, la vasoconstricción, y la vasodilatación, son las respuestas fisiológicas que ayudan a mantener un equilibro termal del cuerpo humano. Psicológicas Las reacciones sicológicas del ser humano frente a cambios térmicos del ambiente, lo lleva a encender o apagar la estufa, a abrir o cerrar las ventanas, a ponerse o quitarse la ropa, o a encender o apagar las luces. De comportamiento Todas estas reacciones están influenciadas por expectativas de mejora que conoce la gente. Todas, sin embargo, influencian el uso de energía. Esta adaptación de los ocupantes no es tomada en cuenta por los sistemas tradicionales de control ambiental. Características de un sistema de gestión de energía Se espera que un sistema que sostenga la compleja interacción entre el ambiente del edificio y sus ocupantes, cuando menos atienda las siguientes seis funciones.  Monitoreo de parámetros ambientales El sistema debe ser capaz de acopiar y actualizar la información sobre las condiciones ambientales internas y externas al edificio, como temperatura, movimiento de aire, humedad, ruido, concentración de CO2, y nivel de luz.  Detectar la respuesta de los ocupantes al ambiente La información sobre las sensaciones de los ocupantes, como las termales, de luz, y acústica sobre sus actividades y ropa, puede ser acopiada a través de un dispositivo sensorial de uso diario, o un sensor inteligente diario.  Diagnosticar las condiciones ambientales A través del monitoreo de los datos ambientales, el sistema podrá diagnosticar las condiciones ambientales basadas en estándares como la temperatura, la humedad, el movimiento de aire, el nivel de luz, y el nivel acústico, y los comparará si están dentro de las limitaciones estándar.  Aconsejar sobre las acciones de respuesta Basado en la información del diagnóstico, el sistema aconsejará sobre la aplicación de medidas de adaptación, como por ejemplo:  el cuarto está frío/caliente; usted puede estar más confortable colocándose/quitándose ropa. El sensor diario ha detectado que usted está llevando poca/mucha ropa; 9
  10. 10.  el cuarto está caliente y sufre radiación social; usted deberá bajar las persianas;  el cuarto está caliente y pesado; usted debe abrir las ventanas;  el cuarto está frío y las ventanas abiertas; usted debe cerrar las ventanas;  el cuarto está frío y las persianas levantadas; usted debe bajar las persianas;  el cuarto está demasiado oscuro; usted debe abrir las persianas.  Mostrando información ambiental Tanto los parámetros ambientales, como el diagnóstico, así como los consejos se mostrarán en un sistema de comunicación entre los ocupantes y el sistema de control.  Sistema de control de los servicios Si no se usan estos métodos de regulación adaptativa, hay que usar el sistema de control óptimo de los servicios, el cual opera a partir de la valoración integral del ambiente interior. Debido a los avances tecnológicos, es posible recurrir a dispositivos pequeños, de bajo costo, y baja potencia, que se integran en micro sensores con disponibilidad de procesamiento y capacidad de comunicación inalámbrica. Se pueden utilizar a gran escala e integrarse al ambiente físico. Los ocupantes podrán configurarlos según sus preferencias. El modelo para la gestión inteligente de energía El modelo holístico propuesto incluye sensores inteligentes, decisiones optimizadas, y control inteligente (SMODIC). Es capaz de monitorear la percepción de los ocupantes sobre el ambiente, suministrar diagnósticos, y aconsejar sobre la regulación, a fin de alcanzar ahorros de energía sin pérdida de confort. 10
  11. 11. El sistema de sensor inteligente, integrado dentro del sistema general de gestión de energía del edificio, es capaz de monitorear el ambiente interno y visualizar la reacción de los ocupantes. Usa los datos acopiados para desarrollar un modelo dinámico de confort térmico y de luz (DTLM). Basado en este modelo dinámico, el método de toma de decisiones óptimas multicriterio (MCDM) incorpora factores inciertos como el tiempo o si las ventanas están abiertas, sobre las persianas, los termostatos, y otros. Esta información fluye para suministrar diagnósticos y aconsejar las acciones (D&A). Constituye un control inteligente. 11

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