ĐÂY KHÔNG PHẢI LÀ MỘT TẦM NHÌN chỉ dành cho một tương lai xa - phần lớn cơ sở hạ tầng cần thiết để đạt được điều đó đã sẵn có ngay từ hôm nay, và các sản phẩm quan trọng cần thiết khác sẽ được đưa ra trong tương lai gần. Bằng việc nhúng công nghệ Internet vào trong kết cấu của một tòa nhà, triển khai những con chip rẻ tiền và thay đổi cách thức chúng ta quản lý cả các hệ thống điện tử và các hệ thống dữ liệu, có thể thay đổi cách thức tương tác trong mỗi công trình xây dựng.

Tất nhiên cũng có nhiều thách thức liên quan đến việc thực hiện chuyển đổi này – từ những khó khăn về mặt kỹ thuật trong việc tạo ra các giao diện người dùng chung cho đến những vấn đề về mặt tổ chức liên quan đến việc quản lý thay đổi trong môi trường làm việc. Tuy nhiên, việc giải quyết những vấn đề đó sẽ mang lại những lợi ích to lớn cho chủ đầu tư và cư dân của các tòa nhà, cả trên phương diện chất lượng trải nghiệm của người dùng và tiết kiệm năng lượng tổng thể. Nếu có thể tùy biến toàn bộ môi trường làm việc để đáp ứng những nhu cầu theo thời gian thực của con người làm việc bên trong, bạn có thể lặp lại những tiết kiệm đó trên toàn bộ cơ sở hạ tầng tòa nhà điện tử.

Tạo ra một cơ sở hạ tầng tích hợp

Mọi tòa nhà đều chứa một cơ sở hạ tầng đa lớp. Ở cấp độ thứ nhất là bộ khung lõi của tòa nhà, thường có vòng đời khoảng 50 năm trước khi nó phải trải qua sự thay đổi đáng kể về kết cấu. Bên trong nó là cơ sở hạ tầng kỹ thuật – bao gồm cả lớp vật lý của các hệ thống số và các hệ thống cơ điện – thường được làm mới sau mỗi chu kỳ 10 năm. Ở cấp độ thứ hai là  những “tiện nghi” – những sản phẩm và thiết bị mà con người sử dụng để tổ chức căn phòng và không gian của họ, thường có vòng đời khoảng 2 năm. Cấp độ thứ ba là phần mềm và dịch vụ mà con người sử dụng.

Chúng tôi tin tưởng việc chuyển sang các tòa nhà thông minh sẽ được quyết định bởi lĩnh vực nhà riêng

Điểm quan trọng đối với kiểu kiến trúc này là mỗi một cấp độ cần phải được nhúng vào trong lớp nằm dưới nó – do đó, ví dụ như phần mềm cần phải được cài đặt trên các thiết bị có vòng đời 2 năm, và các thiết bị đó lại được kết nối với cơ sở hạ tầng tòa nhà 10 năm. Một điều cực kỳ quan trọng từ phương diện kiến trúc đối với các cấp độ này của cơ sở hạ tầng cần được giải quyết ngay từ rất sớm trong các quy trình thiết kế và xây dựng, nhờ đó mọi thứ sẽ được gắn lại với nhau. Với kiểu cơ sở hạ tầng tích hợp này, chủ đầu tư tòa nhà sẽ có thể chuyển đổi từ một nền tảng thiết bị được quyết định bởi chức năng, hướng thiết bị sang một nền tảng hướng dịch vụ - và điều đó làm tăng giá trị của tòa nhà một cách đáng kể nhờ cắt giảm vốn và nhân công, đồng bộ hóa hiệu suất hoạt động và tạo ra các dịch vụ tòa nhà được cá nhân hóa.

Hình 1: Công nghệ số là một lớp hệ thống bổ sung cho tòa nhà và cần được xem xét sớm trong các quá trình quy hoạch và thiết kế

Khi bạn so sánh  thiết bị IT với các thiết bị tòa nhà truyền thống như là đèn điện, rèm cửa, thang máy, các hệ thống an ninh và kiểm soát vào ra, sẽ có những khác biệt cơ bản về hiệu năng trong tốc độ triển khai. Tuy nhiên, các thiết bị IT lại hoạt động tốt hơn nhiều – có thể với hệ số lên tới 10.000 so với những thiết bị cơ bản như là đèn điện. Tuy vậy, trong một môi trường tòa nhà tiêu biểu, số lượng thiết bị cơ bản thực hiện việc điều khiển và quản lý trên mỗi đầu người cao hơn tới 10 lần so với số lượng thiết bị IT trên đầu người. Điều đó cần được cân nhắc bởi chủ đầu tư tòa nhà khi họ đánh giá xem họ nên tính tiền các dịch vụ tòa nhà thông minh như thế nào. Tối thiểu, chủ đầu tư có thể phải tăng gấp đôi đầu tư của họ vào mỗi thiết bị - tòa nhà truyền thống hay IT – khi họ thiết lập một tòa nhà có máy tính tích hợp.

Hình 2: Tầm nhìn về các tòa nhà thông minh trở thành hiện thực thông qua tích hợp các công nghệ thông tin và điện tử trên nền tảng một mạng dữ liệu hợp nhất

Các giải pháp công nghệ bắt đầu từ nhà riêng

Chúng tôi tin tưởng rằng việc chuyển đổi sang các tòa nhà thông minh sẽ được quyết định bởi khu vực nhà riêng, không phải bởi văn phòng hay các tòa nhà thương mại khác, các bệnh viện hay các tòa nhà công cộng. Lý do rất đơn giản: số lượng lớn là yếu tố mấu chốt để hạ thấp giá thành của các thiết bị điện tử và các ngôi nhà ở cung cấp môi trường hoàn hảo cho cuộc cách mạng đó. Đồng thời, các ngôi nhà riêng chính là phân khúc thị trường lớn nhất, với không gian lớn hơn bất cứ loại công trình nào khác, và nhu cầu của chủ nhà riêng thường là có đặc điểm chung.

Hình 3: Thách thức của việc tích hợp công nghệ số vào các tòa nhà trong tương lai sẽ là nhằm tạo ra được những môi trường thân thiện người dùng. Như được trình bày ở đây, khách hàng gặp khó khăn với cơ sở hạ tầng đi cáp phức tạp và những giao diện người dùng thiếu thân thiện trong các tòa nhà truyền thống.

Tuy vậy, chúng ta cũng phải đối mặt với những thách thức lớn trong việc chuyển đổi nhà riêng từ môi trường truyền thống thành môi trường thông minh. Chỉ tính riêng tại Đức đã có tới 170 triệu căn phòng, 90% trong số đó là phòng ở với hơn một tỷ thiết bị điện tử được lắp đặt. Chúng tôi ước đoán rằng có hơn 10 tỷ thiết bị điện tử có tuổi thọ dài đã được lắp đặt trên toàn thế giới. Chúng sử dụng những giao diện khác nhau, hệ thống dây cáp mà chúng sử dụng dựa trên nhiều tiêu chuẩn và lượng thiết bị điện tử cần thiết để hỗ trợ những thứ đơn giản như là công tắc đèn cũng là quá lớn. Do đó để tạo ra một tòa nhà thông minh, chúng ta cần phải mang lại sự đồng nhất về giao diện người dùng và chuyển các tiêu chuẩn về dữ liệu và truyền thông sang mạng Internet.