「スマートビルってどんなもの？」「未来のビルディングってどう違うの？」「社会課題を解決するビルの設計ってどんな感じ？」そう思う方もいるのではないでしょうか。

 

 

スマートビルとは、最新のIoT技術と環境配慮設計を取り入れた、未来に向けたビルディングのことです。

これらは、現代社会が直面する多様な課題に対応し、より持続可能な都市開発への道を切り開いています。

 

 

この記事では、スマートビルの基本的な概念、その特徴、社会的な課題に対する解決策としての役割について詳しく解説します。また、これらのビルがもたらす未来の都市像とはどういったものでしょうか？

 

スマートビルディングの概要

スマートビルディングとは何か？

スマートビルディングとは、IoT（モノのインターネット）技術を活用した進化したビルです。

IoTとは、様々なデバイスをインターネットに接続し、高度な情報処理やサービス提供を可能にする技術のことを指します。

 

スマートビルディングでは、電力システム、空調、会議室、トイレ、喫煙所など様々な設備をIoTで連携させ、一元的に管理できます。

 

これにより、建物のメンテナンスや利用者の快適性を向上させることができます。日本では、民間企業だけでなく、総務省や経済産業省もこの分野の研究を進めています。

 

スマートビルディングとビルオートメーションシステム（BAS）

スマートビルディングの前身とも言えるのが、ビルオートメーションシステム（BAS）です。BASは、空調、照明、セキュリティなど様々な機器を統合し、ビル全体を自動で管理するシステムです。

 

 

例えば、人感センサーを用いて、人が部屋に入ると自動で照明を点けるような仕組みです。

このような自動化技術を駆使することで、エネルギーの消費を効率化することができます。

 

BASとスマートビルディングは、どちらも建築設備のデジタル化と効率化を目指していますが、両者には大きな違いがあります。

 

BASはビル内のシステム管理室に依存するのに対し、スマートビルディングはIoT技術により、ビル外からの遠隔管理や操作も可能です。

 

このため、スマートビルディングはBASの進化形と考えられます。

 

スマートビルの現代的な活用

スマートビルでは、オフィス、トイレ、会議室などにセンサーを設置し、人流データを収集・分析します。

 

このデータを利用して、セキュリティシステムや空調・照明システムと連動させることで、セキュリティの強化やエネルギー消費の最適化を実現できます。

 

スマートビルの導入により、コスト削減、オフィスの快適性の向上、ビル管理の効率化が期待されています。

 

スマートビルのガイドライン早見表

	概要	関係者
総合ガイドライン（本ガイドライン）	スマートビルの背景、目的、将来像や定義、設計原則などを記載。全てのステークホルダーが理解すべき前提事項を解説。	全てのステークホルダー
システムアーキテクチャガイドライン	スマートビルのシステム概要、データモデル・インターフェースの考え方などを中心に解説。フィールド層事業者、データ共有・管理層事業者、アプリ層事業者向け。	フィールド層事業者、データ共有・管理層事業者、アプリ層事業者
構築・運用ガイドライン	構築や運用における標準プロセス、役割などを記載。オーナー・管理者などのプロジェクト関係者間での共通認識を得るために活用。	オーナー・管理者、フィールド層事業者、データ共有・管理層事業者、アプリ層事業者
データガバナンスガイドライン	データガバナンス、特にデータポリシーの考え方を記載。データを利活用するステークホルダー向けの基本情報として活用。	オーナー・管理者、フィールド層事業者、データ共有・管理層事業者

参考情報元：スマートビル総合ガイドライン

スマートビルが注目される理由

テクノロジーによるセキュリティの最適化

オフィスやビルのセキュリティ強化が求められる中、スマートビルが提供するソリューションは重要です。

 

IoTやAIを活用したセキュリティシステムは、情報漏洩防止や安全確保に寄与しています。

富士経済による2021年の調査では、国内のセキュリティ市場が2024年までに大幅に拡大すると予測されています。

 

これは、監視カメラシステムやアクセスコントロールなどのセキュリティ関連技術の需要増加を反映しています。

 

環境保護への貢献：CO2排出量の削減

地球温暖化対策として、CO2排出量の削減は国際的に重要な課題です。パリ協定に基づき、日本は2030年までにCO2排出量を大幅に削減する目標を設定しています。

 

特にオフィスビルや商業施設では、エネルギー効率の高いスマートビルへの注目が高まっています。

これらのビルは、エネルギー消費の最適化によりCO2排出量を減らすことが可能です。

 

新型コロナウイルスの影響とソーシャルディスタンス

新型コロナウイルス感染症の影響により、ビル内でのソーシャルディスタンスの確保が求められるようになりました。

 

スマートビルでは、カメラやセンサーを用いた人流管理により、エレベーターの乗車率制御や非対面での案内が可能です。

 

顔認証システムを用いることで、非接触でビルの出入りがスムーズになります。

 

テクノロジー革新とスマート化の推進

IoTやAIの進展は、現代社会におけるデジタルトランスフォーメーション（DX）の加速に大きく寄与しています。

 

この進歩により、機械、家、ビル、都市などのスマート化が推進され、スマートビルディングが注目されています。

 

快適な職場環境

スマートビルディングは、オフィスを単なる作業空間ではなく、働きやすい環境として再定義しています。

ビル内の空間や機能を最適化することで、職場の快適性を高め、効率的なビジネス運営をサポートしています。

 

人材不足

今までの日本の建物管理のために必要だった建物のメンテナンスに関わる、清掃員や設備員が年々減少しています。

このことからも、省人化を行い、2025年以降の社会課題である人材不足の解決のためにスマートビルディングが求められています。

 

コスト削減

人口が減っている中で、毎年人件費が高騰しています。一人当たりの求人広告費用や人件費の高騰などで、今までと同じクオリティの建物管理を行うためにも、AIやセンサー、ロボットを導入するスマートビルディングの導入が求められています。

 

スマートビルが出来ること

スマートビルディングにおけるデータ活用

スマートビルディングの中核を成す機能は、大きく「データの活用」と「遠隔制御」の二つに分けられます。

それぞれの機能がビル管理にどのように貢献しているかを見ていきましょう。

 

データ収集とその応用

スマートビルは、センサーやカメラを用いて得られるデータを集め、それを分析・可視化します。

 

オフィスや商業施設などの人の動きやエネルギー消費データがこれにあたります。これらのデータは、ビル内のセキュリティ強化や、空調・照明などのリソース利用の最適化に活用されます。

 

データ利用例

No	シーンの説明
1	スマートビルが来訪者の属性を踏まえ、パーソナライズした情報を提供。来訪者は新たな出会いや発見を経験。
2	スマートビルが炭素排出量をリアルタイムに収集・提示。省エネ意識の高いユーザーや投資家に選好される。
3	スマートビルがビルユーザーの状態を踏まえ、最適な映像をサイネージで投影。居心地の良さを提供。
4	スマートビルがヘルスデータを収集・分析し、健康増進に繋がる行動提案を実施。エレベーターと階段利用の効果を可視化。

参考情報元：スマートビル総合ガイドライン

遠隔制御の活用

スマートビルは、集めたデータに基づいて、ビル内の様々な設備を遠隔で制御できます。

 

例えば、ビルエネルギー管理システムを通じて、外部からビル内のシステムを操作することができます。

これにより、効率的なビル管理やコスト削減が実現されます。

 

スマートビルディングの基盤技術

IoTの活用

スマートビルディングにおいて、IoT技術は不可欠です。

これにより、ビル内のセンサーや装置、ロボットなどがネットワーク化され、一元管理が可能になります。

 

AWS IoT TwinMakerなどのツールを利用することで、物理的な環境を仮想的に再現し、さまざまなシナリオのシミュレーションが行えます。

 

5G技術の利用

5Gはスマートビルディングにおいても重要な役割を果たしています。

 

特に、ローカル5Gは、地域ごとのニーズに応じた個別の5Gネットワークを構築することで、個別の最適化が可能となります。

 

これにより、サーバーとの接続やIoTデバイスとのリアルタイム通信など、さまざまな応用が実現します。

 

AIの導入

IoTデバイスや5Gネットワークが提供するデータを最適化し、効率的に管理するためには、AIの導入が必須です。

AIは24時間体制でのデータ収集と分析を可能にし、セキュリティの隙間を埋めるなど、スマートビルディングの効率を大きく向上させます。

 

スマートビルのメリットと活用

スマートビルのメリットと課題の早見表

スマートビルディングの利点と課題の簡単な表

利点 / 課題	説明
利点
エネルギー消費の効率化	データ分析とIoTデバイスの連携によりエネルギー消費を最適化
居住者の快適性向上	空調、照明、安全性の向上を通じて快適な居住環境を提供
セキュリティ強化	デジタルツインとセキュリティシステムの強化による安全性の向上
課題
高額な初期投資	IoTデバイス、ネットワーク、AIシステム導入に関連する高額な費用
セキュリティリスク	サイバー攻撃やウイルスへの脆弱性、システムの誤動作によるリスク
認知度の問題	スマートビルディングに対する一般の認知と理解の欠如

 

エネルギーと快適性の最適化

スマートビルの利点は、主にエネルギーの効率的な利用と居住者の快適性の向上にあります。

これらの利点は、データ分析とIoTデバイスの連携を通じて実現されます。

 

例えば、事前に社内のスケジュールを把握し、会議のスケジュール管理と空調機器を連携させることで、使用する時間にだけ必要な空調管理を行うことができます。

 

エネルギー消費の効率化

スマートビルの主要な利点の一つは、エネルギー消費の効率化です。

 

ビル内の照明や空調などのエネルギー使用量をデータ分析に基づき調整することで、不必要なエネルギー消費を減らし、コスト削減と環境保護の両方を実現します。

 

 

居住者の快適性の向上

スマートビルは、温度、湿度、酸素濃度の管理や、混雑の緩和、入退室管理の効率化などにより、居住者に快適な環境を提供します。

 

空調や換気の最適化により、居住者の満足度が向上します。

 

また、商業施設だと、センサーの設置で人流把握を行い、デジタルサイネージと連携することで、飲食店の混み具合を簡単に知ることができます。

 

同様にトイレの利用状況がわかるようにすれば、待つ必要がなくなり利用者の快適性は向上されます。

 

セキュリティと安全性の強化

スマートビルのもう一つの重要な利点は、セキュリティと安全性の強化です。

人の動きや入退室状況の監視により、不審者の侵入を防ぎ、オフィス内の安全を確保します。

 

既に、熱源感知やAIの画像認証により、警備員の黙示以上のセキュリティレベルを保つことが出来るようになります。

 

スマートビルディングの課題と対応策

高額な初期コストとその回収

スマートビルディングを導入する上での最大の課題は、その設立や改修に伴う高額な初期投資です。

IoTデバイスの導入、高速で安定したビル内ネットワークの構築、そして先進的なAIシステムの導入などが含まれます。

 

ただし、これらの初期コストは、長期的な運用によって回収が見込める点も忘れてはいけません。

 

セキュリティ上のリスクとその対策

スマートビルディングは、大規模なコンピューターシステムに似ており、サイバー攻撃やウイルスへの対策が必要です。

AIの誤動作やシステムへの不正アクセスに対する防御策が求められます。

 

スマートビルの緊急時対応、避難訓練、外部利用者の誘導方法など、デジタルツインを活用したシミュレーションによるリスク管理も重要です。

 

スマートビルディングの認知度向上

スマートハウスやスマートフォンと比較して、スマートビルディングはまだ一般にはあまり知られていません。

 

BtoBマーケットであるため、宣伝活動やイベントも限られています。企業価値や従業員のモチベーション向上のためにも、官民を挙げたPR活動が求められます。

 

スマートビルの潜在的な問題点

システムのセキュリティとリスク管理

スマートビルの主なデメリットの一つは、セキュリティリスクの集中です。

 

ビルの全体的なセキュリティがシステムに依存しているため、ウイルスや不正アクセスによるデータ流出やシステム破壊のリスクが高まります。

 

これを防ぐためには、管理者のセキュリティ知識の向上や、あらゆるリスクへの備えが不可欠です。

 

トラブル発生時の損害対策

スマートビルのIoT機器やシステムに問題が生じると、その損害は大きくなります。

特にシステムの障害が生じた際には、ビル全体に影響が及びます。

 

このようなトラブルに迅速に対応するためには、緊急時のマニュアルの整備、予備電源の導入、定期的なメンテナンスが不可欠です。

 

まとめ

スマートビルディングは、持続可能な都市開発において重要な役割を果たしています。

その多くのメリットには、エネルギー消費の効率化、居住者の快適性向上、ビルのセキュリティ強化などが含まれます。

 

一方で、高額な初期投資、セキュリティの脆弱性、認知度の低さといった課題も存在し、これらに対処することがスマートビルディングの成功には不可欠です。適切なリスク管理と持続可能な運用方法の採用により、これらの課題は克服可能であり、スマートビルディングは未来の都市景観を形成する上で重要な存在となるでしょう。