Управление инженерными системами в умном здании, офисе или гостинице

2160 0 Опубликовано 31 марта 2017

Сегодня под термином «системы жизнеобеспечения здания» принято понимать совсем другой комплекс инженерных решений, нежели 20-30 лет назад. Систем стало больше, они усложнились, и каждая требует отдельного контроля и управления. Именно поэтому сегодня системы умного здания становятся все более актуальными: простого механического интерфейса управления для всех систем становится просто недостаточно.

Автоматизированная система управления зданием (АСУЗ)

АСУЗ — автоматизированная система управления зданием, призвана решить проблему интеграции различных подсистем здания в единый эффективный комплекс. В английском языке система известна как BMS — от Building Management System.

Цели и задачи системы

Термин умное или интеллектуальное здание довольно старый, он возник еще в семидесятые годы прошлого века и означал эффективное использование пространства здания. Его, по мнению разработчиков, должен обеспечивать программно-аппаратный комплекс BMS, который объединяет различные системы разных производителей в одну, часто оснащенную искусственным интеллектом.

автоматизированное интелектуальное здание

Умный дом уменьшает влияние человеческого фактора на ключевые системы, тем самым повышая надежность функционирования всех систем, делает их работу эффективнее за счет интеграции разрозненных данных и повышения удобства доступа к ним. За счет сведения всех процессов к общему знаменателю значительно увеличивается и энергоэффективность здания: компьютеру гораздо проще поддерживать необходимый режим работы таких потребителей энергии как освещение и климатические системы.

Такая система как умное здание идейно схожа с популярной в настоящее время системой умного дома, отличаясь от «домашней» версии более широким охватом инженерных систем. Тем не менее, обе системы направлены на повышение комфорта тех, кому приходится жить или работать в здании. С применением АСУЗ повышается и комфорт работы обслуживающего персонала, поскольку все необходимые данные и средства управления собраны в одном программном комплексе. Также возрастает и оперативность принятия необходимых решений в чрезвычайных ситуациях, поскольку система включает пожарную и охранную сигнализации.

Из чего состоит автоматизированная система управления зданием

Центральным модулем системы интеллектуального здания является компьютер с соответствующим программным обеспечением. Именно он служит центральным интерфейсом для управления всеми инженерными системами, которые имеет в распоряжении интеллектуальное здание. В нее входят следующие системы, управление которыми необходимо в разных ситуациях:

  1. Освещение: сюда входят лампы внутри и снаружи здания, управляемые реле и таймеры, датчики интенсивности света, детекторы движения.
  2. Вентиляция: поддерживает необходимый баланс температуры и влажности в помещениях, пользуясь данными от соответствующих датчиков. Сюда входит и управление кондиционерами в здании.
  3. Безопасность: в эту подсистему входят все устройства, обеспечивающие безопасность здания. Это и электронные замки с карточной или кодовой активацией, видеонаблюдение, пожарная сигнализация. Системы управления зданием в случае внештатной ситуации могут воспроизводить определенные сценарии, например одновременное включение системы пожаротушения и открытия всех дверей для эвакуации персонала.
  4. Аварийное питание: аварийные генераторы или источники энергии большой емкости требуют отдельного контроля и оперативного включения в случае аварии, поэтому также контролируются BMS.
  5. Климат-контроль в помещениях: поскольку вся система должна обеспечивать комфорт всех людей в здании, она может контролировать температуру в отдельных помещениях, основываясь на данных от датчиков движения, температуры, прогноза погоды и времени. Это позволяет системе умный дом экономить ресурсы, отключая обогрев в помещениях, где никто не находится.
  6. Мультимедиа система: она включает систему оповещения и вывода информации, часто к ней подключают проекторы, мониторы и звуковые системы. Также сюда входят коммуникации, ip-телефония и системы для создания видеоконференций.

Эти подсистемы могут интегрироваться в один комплекс или работать относительно независимо (например, охранная система в целях безопасности может быть вынесена в отдельный блок).

Рынок СНГ

Сегодня рынок интеллектуальных решений для зданий в странах СНГ наиболее широко представлен в сегменте офисных зданий. Наибольшее распространение bms как система управления зданием получила в России, там, в частности, растет спрос на умные дома в сфере элитного жилья, для Москвы показатель потенциального спроса в этой области составлял 140 млн долларов.

Выставка Integrated Systems Russia 2016

Выставка Integrated Systems Russia 2016

В мире большую часть рынка систем для интеллектуализации домов занимают европейские страны с показателем около 40%. Еще 20% рынка занимают Япония и другие страны Азии, около четверти принадлежит Северной Америке.

Сегодня решения, применяемые для офисных зданий, все чаще устанавливают в обычных жилых домах: китайские производители смогли существенно уменьшить стоимость подсистем и комплектующих. Прогресс в области мобильный электроники, в частности смартфонов, помог сделать программную оболочку системы управления доступной для большинства пользователей. Теперь сделать дом разумнее стремятся для снижения расходов на коммунальные услуги, которые в последнее время существенно подорожали. Лишь одна экономия на электричестве и отоплении может компенсировать расходы на установку системы умный дом за несколько лет.

Выставка HI-TECH BUILDING

Выставка HI-TECH BUILDING

Также многие застройщики переходят к практике создания системы интеллектуального здания в масштабах жилого дома. Интеллектуальная система контролирует все необходимые показатели во всей постройке, а жильцам остается установить личные системы в своих квартирах, интегрировав их в общую сеть. Тем не менее, пока гораздо чаще встречаются полностью индивидуальные системы.

Практическое применение

На этапе проектирования умный дом может обойтись недешево: вплоть до 100 долларов за квадратный метр. Нередко цена системы интеллектуального здания повышает общую цену постройки в два раза, хотя в среднем прирост наблюдается на уровне 30%. Однако экономия на эксплуатационных расходах в системе умный дом может составить до 70%, наиболее актуально это для производственных зданий. Так на заводе АЗЛК реконструировали систему теплоснабжения, используя принципы BMS. Кроме обеспечения экономии энергии, которая идет на обогрев и вентиляцию помещений, а так же улучшения контроля состояния системы, интеграторы добавили в систему библиотеку возможных аварийных ситуаций с инструкциями для обслуживающего персонала, дополнительно интеллектуализировав систему.

автоматизированные инженерные системы

Автоматизированные инженерные системы на заводе

Для контроля за микроклиматом на вышеупомянутом объекте использовали математическую модель помещения, которая описывает весь объект как систему уравнений теплового баланса. В ней учтены теплопотери через окна, выделение тепла рабочим оборудованием, изменения в общей температуре при воздухообмене. Для контроля за всеми этими параметрами разработали специальный комплекс программ автоматизации процесса отопления. Так оптимизирующая программа выполняет расчет тепловой энергии, необходимой для поддержания заданного температурного режима в разных помещениях, которая учитывает время, необходимое на смену режимов: в нерабочее время температура снижается, а до наступления рабочего – автоматически повышается.

Программа наблюдения следит за отоплением в течение длительного времени, а программа аварийного оповещения наблюдает за возникновением непредвиденных ситуаций в исполнительных механизмах. Среди прочего программный комплекс возможно доработать, предусмотрев возможность самообучения, что сделает систему гораздо более гибкой. Тем не менее, даже в таком виде реконструкция системы принесла экономию энергии на уровне 20% и окупилась уже через 5,4 месяца.

Интерфейс программы по управлению вентиляцией Building Management System (BMS)

Интерфейс программы по управлению вентиляцией Building Management System (BMS)

Для парковки применение системы BMS может принести не только экономию энергии на освещении, но и существенное повышение уровня безопасности, поскольку дает возможность организовать не просто видеонаблюдение, но и дать оператору доступ к исполнительным устройствам, например механизму перекрытия физического выхода с территории.

Одна из наиболее подходящих площадок для реализации системы умного дома – гостиница. Там она обеспечит максимальный комфорт для постояльцев и уменьшение расходов на обслуживающий персонал. В этом случае системы управления освещением в номерах могут работать в полуавтоматическом режиме и включать в себя автоматические приводы для открытия штор, а ip-телефония может существенно упростить связь клиентов с обслуживающим персоналом.

Схема организации автоматизации по принципу Building Management System

Схема организации автоматизации по принципу Building Management System

Для офисов немаловажной составляющей системы является контроль за микроклиматом в помещениях, ведь без этого продуктивность труда будет падать. Продвинутые системы должны следить не только за температурой в помещении и как следствие расходами на обогрев, но и за влажностью, а также содержанием СО2. Ведь при превышении отметки в 800 — 1 000 ppm концентрация углекислого газа начинает отрицательно сказываться на эффективности рабочих процессов, а попытка выровнять баланс за счет открытых окон отрицательно скажется на энергоэффективности здания. А также данная система может помочь в организации видеоконференций, которые в последнее время стали неотъемлемой частью любого офиса.

Как видите, применений систем умного здания на сегодняшний день множество, и во многих сферах они постепенно становятся стандартом де-факто. В будущем они будут применяться все шире, поскольку требования к энергоэффективности зданий неуклонно растут.

Расскажите о нам друзьям!
Читайте также
Готовое решение для установки «Умного дома»

Существенно экономит время установки и выбора интеллектуальной системы, которая будет управлять домом,

Как правильно сделать расчет умного дома?

Сегодня во многих домах и квартирах действуют системы охранной сигнализации, работает климат-контроль и

Умный дом на базе оборудования компании Siemens

На страницах многих фантастических романов и рассказов появляются умные дома,

Обратная связь
Наверх