Цифровой двойник здания как основа применения нанотехнологий в строительстве

Введение. Целью проведенного исследования является анализ возможностей, которые предоставляет система «цифровой город», и перспектив применения нанотехнологий. Задачей проведенного исследования является определение возможности цифровизации в управлении городом и порядка принятия более обоснованных решений касательно эксплуатации недвижимости. Возможности практического применения результатов исследования обусловлены целесообразностью внедрения авторского подхода к анализу работы городских систем вообще и «умного дома», в частности. Методы и материалы. В статье с использованием методов технологий «цифровых двойников» рассмотрено понятие «цифрового двойника здания», его функции, составляющие, особенности построения и работы; охарактеризовано понятие цифровизации, а также механизмы внедрения инноваций в жизнь городов; показано, что «цифровой город» включает разнообразные инновационные технологии: интернет вещей, искусственный интеллект, аналитику данных, облачные вычисления и т.д. Технологии, которые использует «цифровой город», не только собирают данные о жизни города, но используют эти данные для управления электроснабжением, сбором отходов, обеспечением безопасности людей, а также, как будет понятно из статьи, транспортной системы. Обсуждение. Цифровизация в управлении городом помогает создать более удобную и устойчивую городскую среду, к чему стремятся правительства многих стран. Внедрение сенсоров, датчиков, анализ полученных с них данных дает возможность улучшить качество жизни горожан и повысить эффективность использования ресурсов. Как приятный «бонус», все это позволяет сделать среду жизни граждан более экологичной, решить вопрос, который стал «зубной болью» многих правительств, вопрос экологизации существования людей в городе. Ведь снижение количества пробок автоматически снижает и количество выбросов углекислого газа в воздух, а включение городского освещения по сигналу от сенсора дает экономию электричества из-за снижения количества потребленных киловатт, потому что лампочки не горят зря. Для устранения данных проблем предлагается использование нанотехнологий, что позволит придавать обычным строительным материалам новые уникальные свойства. Появление нанотехнологий и их применение может решить проблему энергосбережения в строительной области. Кроме того, нанотехнологии не только позволяют получать новые продукты с уникальными свойствами, но и повышают эффективность используемых материалов в строительстве. В данной связи ключевым вопросом для определения места применения нанотехнологий является изыскание их возможностей встраивания в систему цифровизации управления городом, которая итак уже имеет применение множества инноваций и новых технологий, которые помогают оптимизировать работу городских служб и повышать качество жизни горожан. Выводы. Автор делает вывод, что предоставление услуг многих городских сервисов основывается на технологиях 3D проектирования, а также данных, собранных в рамках системы «цифровой город».

Introduction. The purpose of the conducted research is to analyze the possibilities provided by the "digital city" system and the prospects for the application of nanotechnologies. The objective of the research is to determine the possibility of digitalization in city management and the process of making more substantiated decisions regarding real estate operation. The practical application opportunities of the research results are due to the feasibility of implementing the author's approach to analyzing the operation of urban systems in general and "smart home" in particular. Methods and materials. The article explores the concept of "digital twin of a building," its functions, components, features of construction and operation using digital twin technologies. The concept of digitalization is characterized, as well as mechanisms for introducing innovations into urban life. It is demonstrated that the "digital city" incorporates various innovative technologies: Internet of Things, artificial intelligence, data analytics, cloud computing, etc. The technologies utilized by the "digital city" not only collect data on urban life but also employ obtained data for managing electricity supply, waste collection, ensuring people's safety, and as elucidated in the article, transportation systems. Discussion. Digitization in urban management helps to create a more convenient and sustainable urban environment, a goal pursued by the governments of many countries. The implementation of sensors, detectors, and the analysis of data obtained from them provides an opportunity to improve the quality of life for urban residents and increase the efficiency of resource utilization. As a pleasant "bonus," all of this allows making the living environment of citizens more environmentally friendly, addressing an issue that has been a "headache" for many governments the issue of greening human existence in the city. After all, reducing the number of traffic jams automatically reduces the amount of carbon dioxide emissions, and turning on city lighting based on sensor signals saves electricity due to a reduction of consumed kilowatts since the bulbs are not unnecessarily lit. To address these issues, the use of nanotechnologies is proposed, which will enable ordinary building materials to acquire new unique properties. The emergence of nanotechnologies and their application can solve the problem of energy conservation in the construction industry. Moreover, nanotechnologies not only allow for the production of new products with unique properties but also enhance the efficiency of materials used in construction. In this regard, the key question for determining the application of nanotechnologies is the exploration of their integration into the digitization system of city management, which already incorporates a multitude of innovations and new technologies that help optimize the work of municipal services and improve the quality of life for urban residents. Conclusions. The author concludes that the provision of services by many urban services is based on 3D design technologies, as well as data collected within the framework of the "digital city" system.