Розумний дім

Каталог статей

«Розумний будинок» — дорога іграшка чи економічне рішення?

Об'єднання інженерного устаткування будівлі в централізовану керовану систему - це цілком природний етап в еволюції будівництва. Вже давно опалювальні системи забезпечують гнучке регулювання залежно від зовнішньої і внутрішньої температури, часу доби. У деяких межах можливе індивідуальне регулювання. Поява інтегрованих систем, часто званих «розумним будинком», розширює можливості підвищення комфортності і енергоефективності будівель. Інтеграція інженерного устаткування будівель - вимога часу, і завдання фахівців - створення настільки ефективних систем, щоб кожному замовникові стала очевидна вигода від вкладень в «розумні» технології.

Економічним плюсом інтегрованих систем є зниження експлуатаційних витрат на енергоносії при одночасному підвищенні рівня комфорту. Оптимістичні зарубіжні оцінки говорять про окупність за два-три роки за рахунок економії електроенергії. Проте на практиці подібна схема реалізується далеко не завжди. Аналіз як зарубіжних, так і  вітчизняних рішень говорить про неповне використання всіх можливостей «розумних будинків». У багатьох випадках електронні будинки подаються як дорогі іграшки, а не як виправдане економічне рішення для престижного житла.

Можливою причиною є те, що інтеграцією займаються електронні фірми, фахівці яких не володіють цілісним баченням теплофізичних процесів, що забезпечують комфортний стан людини і тепломасообмін між будівлею і навколишнім середовищем. Таким чином, реалізуються тільки розважальні складові — звуковий супровід, внутрішні комп'ютерні мережі, а також найбільш очевидні технічні — наприклад, виключення світла по датчику присутності. Глибші процеси залишаються поза розглядом інтеграторів, знижуючи тим самим і комфорт і експлуатаційну економічність.

Як приклад розглянемо особняк — окрема будівля, в якій цілий рік проживає сім'я з 2–4 чоловік, з обслуговуючим персоналом, що приходить. Особняк розташований в зоні континентального/різкоконтинентального клімату, який характерний для більшої частини Росії.

Камінна

Обов'язковим компонентом такої будівлі є камінна. Правильно зроблений камін створює перед собою зону променевого обігріву. Це забезпечує сприятливий температурний градієнт і є головною складовою «камінного» задоволення. Камін збільшує повітрообмін, і якщо будівля не має достатньої інфільтрації, то надходження повітря має бути організоване спеціально.

У свою чергу, збільшений повітрообмін знижує температуру повітря, що є другою обов'язковою складовою камінного комфорту, теплофізичну складову якого можна висловити: м'який променевий нагрів знизу, плавне пониження температури по мірі віддаляння від каміна, свіже, прохолодне повітря для дихання.

Тепер припустимо, що ця камінна знаходиться у високомеханізованому, але не «інтелектуальному» житлі. В цьому випадку пониження температури повітря примусить систему збільшити температуру опалювальних приладів, і незабаром в приміщенні стане жарко і надмірно сухо. Фактично мікроклімат погіршає, а зі всіх функцій відкритого вогню буде використана тільки одна — декоративна. Аналогічне неузгодження може відбуватися в будь-яких приміщеннях (кухнях, саунах, басейнах і т.д.), знижуючи якість життя і навіть наносячи шкоду здоров'ю людей при тривалому впливі.

Кондиціонування

Спрощене розуміння кондиціонування, як літнього охолоджування повітря, змінюється поступово правильнішим, в якому завданням кондиціонування є протягом всього року підтримка оптимального мікроклімату в обслуговуваних приміщеннях.  На більшій частині нашої країни це завдання не може бути виконане без можливості зволоження повітря в опалювальний період. Зимове вуличне повітря з низькою вологістю, потрапляючи в будівлю, нагрівається і його відносна вологість знижується аж до 20%, що негативно позначається і на здоров'ї людей, і на електронній техніці. Якщо замовник нашого умовного особняка турбується про здоров'я своєї сім'ї, то він повинен обладнати будинок повноцінною системою мікроклімату, а не інтенсивно рекламованими побутовими кондиціонерами, що справляються з цим завданням тільки влітку.

Припустимо, що розрахункова потужність повітроохолоджувачів для всього будинку складає 50 квт. Але господар абсолютно логічно вважає, що йому не потрібний ідеальний комфорт в тих кімнатах, де нікого не немає. Свіже охолоджене і/або зволожене повітря потрібно подавати в одну-дві кімнати. Відповідно знижується необхідна потужність устаткування, скажімо, до 10 квт. Це дає можливість значно понизити капітальні витрати, але зберегти рівень комфорту, за умови, що система обслуговує тільки приміщення з людьми, а теплопоступання з необслуговуваних приміщень мінімальні.

Технічно, покімнатна схема подачі повітря реалізується просто. Оброблене повітря подається в замкнутий, на камеру рециркуляції, воздуховод великого діаметру, щоб лінійні втрати були мінімальні. У кожне обслуговуване приміщення веде воздуховід із засувкою. За умови застосування розподільників повітря з високим опором, гідравлічна стійкість правильно спроектованої системи такого типу висока і навіть при всіх відкритих засувках забезпечує необхідну подачу свіжого, трохи охолодженого повітря у всі приміщення. Якщо система обслуговує одне приміщення, наприклад спальню, то завдяки запасу потужності вона може охолодити повітря до будь-якої необхідної температури, скажімо, до 16°С, що може бути виправданим, якщо людина любить або повинна за медичними рекомендаціями спати в прохолоді.

Що стосується розподільників повітря, то їх стандартні зразки майже ніколи не вписуються в авторський дизайн, і у будь-якому випадку їх треба розробляти індивідуально. Зовнішню сторону з урахуванням побажань інженера робить дизайнер, а всередині проектувальник сам забезпечує необхідний опір, далекобійність і інші параметри струменя.

Системи опалювання і панельного охолодження

Системи опалювання і панельного охолоджування також повинні забезпечувати можливість зонального регулювання. Якщо все інженерне устаткування будівлі інтегроване в одну систему, то залишається тільки визначити логіку спільної роботи систем. У разі спрощеного управління мікрокліматом можливий вибір декількох основних режимів.

Черговий

У будинку нікого немає, в основних приміщеннях підтримується найекономічніша температура, при якій нагрівання (або охолодження) до звичайної температури займає не більш заданого часу (від 15 хв до 1 год). Вікна (рольставні, жалюзі, штори) залежно від сезону закриті для зменшення тепло- або холодовтрат або відкриті з сонячного боку для забезпечення теплонадходження.

Економічний

У всіх приміщеннях підтримується мінімально комфортна для даного сезону температура. У приміщення з людьми, якщо вікна закриті, свіже повітря подається примусово з міркувань теплового балансу.

Комфортний

У приміщеннях з перебуванням людей забезпечується оптимальна температура з можливістю регулювання в широких межах, з плавним графіком зміни за часом і залежно від зовнішньої температури (щоб уникнути теплового шоку). Варіанти основних режимів нескінченні. І чим більше елементів автоматизації, тим більше ускладнюється їх узгодження.

Приведу тільки деякі, прямо пов'язані з мікрокліматом:

- при відкритті вікон повинна припинятися примусова подача повітря — вулицю не охолодити;

- опір системи природної вентиляції повинен мати можливість регулювання, інакше при великій різниці температур можливе надмірне збільшення повітрообміну;

- в деяких випадках необхідне використання суміщених систем вентиляція, які працюють як природні в економічних режимах і як примусові при необхідності посилення повітрообміну або зменшенні природної тяги нижче за мінімальну величину.

«Окрема» спеціальність

Інтегровані інженерні системи значно спрощують і полегшують ведення домашнього господарства, але самі простими не є. І річ не стільки у високій складності складових, скільки в необхідності їх гармонійного поєднання, можливого тільки при цілісному розумінні всіх процесів, що відбуваються в будівлі, у всьому їх взаємозв'язку. Вже на етапі проектування необхідно узгоджувати зусилля всіх підрядчиків. Якщо говорити про повітряну складову комфорту, то окрім високої якості проектування і монтажу від кліматичної фірми буде потрібно ретельна пусконаладка з обов'язковим інструментальним контролем на всіх режимах роботи системи.

Інтегратори повинні забезпечити повну керованість всіх об'єктів регулювання, але їм не варто братися за настройку взаємодії кліматичних складових «розумного будинку». Це завдання фахівців з комфорту, її рішення вимагає від виконавця хороших знань можливостей кліматехніки, розділів будівельної теплофізики і гігієни.

Непрофесійний підхід зменшить рівень комфорту і енергоефективність.  У міру збільшення масштабів «інтелектуального» будівництва слід чекати появи окремої спеціальності — настроювачів інтегрованих систем.