Bezpieczne budynki

Potrzeba bezpieczeństwa jest jedną z podstawowych potrzeb człowieka⁽⁴²⁾, a głównym zadaniem budynków jest zapewnienie bezpiecznego schronienia przez czynnikami środowiskowymi. Warunki środowiskowe stają się jednak coraz trudniejsze. Zmiany klimatu są przyczyną nasilających się ekstremalnych zjawisk pogodowych, zagęszczanie się obszarów miejskich potęguje skutki pożarów budynków, a dygitalizacja podwyższa poziom zagrożeń cybernetycznych. Jednocześnie wraz z nowymi technologiami wkraczającymi do budynków pojawiają się nowe zagrożenia.

Ekstremalne zjawiska pogodowe się nasilają. Na przykład w Stanach Zjednoczonych dziewięć z dziesięciu najlepszych lat pod względem ekstremalnych opadów deszczu w okresie od 1910 do 2024 r. wystąpiło od 1995 r. ⁽⁴³⁾. Na całym świecie w 2023 r. odnotowano 170 katastrof powodziowych, co dwukrotnie przewyższa średnią z lat 90. XX wieku⁽⁴⁴⁾. Ponadto nastąpiło istotne zwiększenie intensywności cyklonów ze znaczącym wzrostem w USA w ciągu ostatnich 30 lat⁽⁴⁵⁾.

Urbanizacja potęguje skutki pożarów budynków. Wraz z rosnącą liczbą osób mieszkających i pracujących w danym obszarze skutki pożarów budynków stają się coraz poważniejsze. Zjawisko to jest już wyraźnie widoczne w USA, gdzie w minionym dziesięcioleciu liczba pożarów w budynkach niemieszkalnych wzrosła o 27% a liczba ofiar śmiertelnych związanych z pożarami zwiększyła się o 83%⁽⁴⁶⁾.

W związku z dygitalizacją budynki stają się wrażliwsze na ataki cybernetyczne. Według firmy Kaspersky prawie 40% komputerów używanych do zarządzania inteligentnymi systemami automatyki budynku było celem złośliwych ataków cybernetycznych⁽⁴⁷⁾. Wymownym przykładem potencjalnych szkód, których źródłem jest pozornie nieistotne urządzenie IoT, jest dostęp do bazy danych najbogatszych klientów, który hakerzy uzyskali atakując inteligentny termometr w akwarium w lobby kasyna⁽⁴⁸⁾.

Podsumowując, nowe technologie są źródłem nowych zagrożeń. Na przykład nowe czynniki chłodnicze o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego, które są stosowane w agregatach chłodniczych i pompach ciepła, mogą być łatwopalne lub trujące. W akumulatorach litowo-jonowych używanych w magazynach energii może wystąpić zjawisko niekontrolowanego wzrostu temperatury, które grozi przegrzaniem akumulatora, wydzielaniem się trujących gazów, a także zapłonem. W 2023 r. w Wielkiej Brytanii odnotowano 46% wzrost pożarów powiązanych z akumulatorami litowo-jonowymi⁽⁴⁹⁾.

Aby w budynkach były nadal zapewnione bezpieczne warunki dla użytkowników, kwestie bezpieczeństwa trzeba uwzględniać zarówno na etapie projektowania, jak i podczas eksploatacji.

Proaktywne działania zabezpieczające budynki przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi są mniej kosztowne od naprawiania szkód. W regionach narażonych na powodzie zamiast płyt gipsowo-kartonowych i sklejki w budynkach coraz częściej będą stosowane materiały odporne na wodę, takie jak beton czy cegły PCV. W rejonach występowania silnych opadów budynki będą miały wzmocnione dachy i rynny. Na obszarach o wysokim ryzyku pożarów lasu/buszu w budynkach będą stosowane materiały ognioodporne, rolety ochronne i instalacje tryskaczowe. Budynki wznoszone na terenach zagrożonych cyklonami będą wznoszone z uwzględnieniem większej wytrzymałości na obciążenie wiatrem⁽⁵⁰⁾.

Wzrost prawdopodobieństwa i skali pożarów w budynkach będzie skutkować zaostrzaniem norm ochrony przeciwpożarowej. Metody ograniczania rozprzestrzeniania się pożaru zostaną udoskonalone dzięki nowoczesnym materiałom ognioodpornym, takim jak powłoki i kompozyty pęczniejące. Systemy wykrywania pożarów wyposażone w połączone wzajemnie czujniki i sztuczną inteligencję zapewnią większą skuteczność monitorowania w czasie rzeczywistym oraz szybkość reakcji. Rozprzestrzenianie się ognia i dymu w kanałach wentylacyjnych będzie coraz skutecznie ograniczane przez klapy z siłownikami, ponieważ klapy bez siłowników nie są już wystarczające. Systemy gaśnicze będą ewoluować w związku z coraz powszechniejszym wykorzystywaniem mgły wodnej i przyjaznych dla środowiska czynników gaśniczych⁽⁵¹⁾.

Nasilające się zagrożenia cybernetyczne w powiązaniu z surowszymi przepisami, takimi jak Europejskie Rozporządzenie o Odporności Cybernetycznej (ECRA), przyspieszą wdrażanie bezpiecznych protokołów komunikacyjnych w automatyce budynków i systemach regulacji. Bezpieczna i odporna na ingerencje komunikacja między urządzeniami a systemami zostanie zapewniona przy użyciu protokołów wykorzystujących technologie, takie jak szyfrowanie TLS, i uwierzytelnianie oparte na certyfikatach.

Podsumowując, zagrożenia związane z nowymi instalacjami budynkowymi będą wymagać ukierunkowanych strategii ograniczania ryzyka. Maszynownie z urządzeniami zawierającymi czynniki chłodnicze o niskim potencjale GWP, takimi jak R-290 (propan) i R-717 (amoniak), będą wymagać użycia specjalnych czujników gazu. Analogicznie pomieszczenia, w których znajdują się akumulatory litowo-jonowe, będą wyposażane w czujniki wodoru oraz innych niebezpiecznych gazów, takich jak etylen, propylen, metan i tlenek węgla⁽⁵²).