Розумний дім

Каталог статей

Багато компаній, що працюють на ринку інтелектуальних будинків, часто видають звичайну автоматизацію процесів за елементи інтелектуальної системи. Напевно, доцільно розглянути ряд критеріїв, які визначають будівлю як інтелектуальну.

Факт зведення інтелектуальної будівлі (від англ. Intelligent Building) характеризує професійний рівень компанії - системного інтегратора, вимагає від її фахівців знань інженерних систем, вміння об'єднувати їх у єдиний комплекс. Як і будь-яка сучасна будівля, інтелектуальна будівля має системи енергопостачання, освітлення, вентиляції, кондиціонування, водопостачання, опалення, каналізації, вертикального транспорту, безпеки, зв'язку, комп'ютерних, телекомунікаційних та телемовних мереж, моніторинг. Контроль і керування роботою цих систем здійснює єдина система диспетчеризації (або в англійській термінології Building Management System, BMS) - система управління будівлею.

Сам термін «інтелектуальний будинок» - просто гарний та поширений рекламний прийом. У силу привабливості він був швидко підхоплений журналістами та системними інтеграторами. Американці, першими сформулювали, що таке інтелектуальна будівля, і зараз продовжують залишатися законодавцями моди у розробці технології. Тому, напевно, краще орієнтуватися на їх визначення: в інтелектуальному будинку необхідна наявність системи керування будинком - згадана вище BMS, і це як мінімум. Крім того, повинно бути не менше 15 тис. інформаційних точок, через які надходить інформація з контрольованих інженерних систем. І тільки тоді американські фахівці вживають термін «intelligent building».

Для Росії, звичайно, 15 тис. - завищений показник. Однак, коли є можливість управління за допомогою 2-3 тис. точок, напевно, можна такі будівлі називати інтелектуальними. Хоча, безумовно, і в Росії є інтелектуальні будівлі, відповідні американським вимогам. Наприклад, адміністративний будинок ВАТ «Російські залізниці», де моніторинг і управління різними інженерно-технічними системами здійснюється через 32 тис. точок, так що без системи управління будівлею не обійтися. Ще один приклад - офісний будинок нафтогазової компанії «ТНК-BP», де працює більше 30 інженерних систем і задіяно 28 тис. точок контролю. Московський готель «Courtyard by Marriott» у Вознесенському провулку також можна назвати інтелектуальною будівлею, хоча в ньому лише близько 2 тис. точок контролю 20 інженерних систем і вони управляються єдиною системою диспетчеризації.

Характеризуючи систему як інтелектуальну, треба чітко уявляти її відмінність від звичайної системи автоматизації. При цьому очевидно, що від установки, наприклад, інтелектуальної системи безпеки будівля такою не стає. Чому? Навіть якщо є диспетчерський пульт системи безпеки, і, наприклад, при проході відвідувача через турнікет з використанням електронної картки у оператора на екрані з'являється його фотографія або камери реагують на відкриття вікна - можна стверджувати, що елемент системи інтелектуальної будівлі присутній, а зв'язку його з іншими системами будівлі немає. Те ж саме стосується і окремо автоматизованих систем кондиціонування, освітлення і т.п.

Функціональні можливості системи управління інтелектуальним будинком

Розглянемо голову на прикладі системи диспетчеризації, реалізованої в будівлі готелю «Courtyard by Marriott».

Структурна схема системи диспетчеризації

ЩКУЦ - щит контролю та управління централі; ЩАУХЦ - щит автоматизації управління холодильним центром (холодопостачання); ЩАУВ - щит автоматизації управління вентиляцією; ЩАУВТ - щит автоматизації управління витяжною вентиляцією; ЩАУТ - щит автоматизації управління індивідуальним тепловим пультом (теплопостачання, опалення, водопостачання)

Всі вимоги до даної системи в цілому і зокрема були визначені стандартами, прийнятими в мережі готелів «Marriott» даного класу. В якості системи диспетчеризації будівлі готелю були застосовані рішення на базі ПО METASYS та мережевих процесорів. Це було пов'язано з тим, що METASYS є однією з платформ, яку використовує «Courtyard by Marriott» у різних країнах світу: апаратно-програмна система управління будівлею є ядром інтелекту, дозволяє управляти системами життєзабезпечення і контролювати всі інженерні точки будинку. Через розподілені мережеві процесори NCM (Network Control Module) і мережі LonWork і BACNet вона об'єднує всі системи життєзабезпечення інтелектуального будинку в єдину відмовостійку архітектуру. Система METASYS забезпечує не тільки централізований моніторинг, диспетчеризацію і керування обладнанням інженерних систем, але й економію споживаної електроенергії.

У готелі «Courtyard by Marriott» BMS виконує наступні функції:

* Забезпечує отримання оперативної інформації диспетчерами, керівниками експлуатаційних служб готелю про стан інженерних систем;
* Обробляє поточну інформацію і управляє інженерними системами будівлі та їх обладнанням відповідно до заданих режимів роботи;
* Проводить документування та реєстрацію параметрів процесів інженерних систем, а також дій диспетчерських служб;
* Здійснює автоматизований облік експлуатаційних ресурсів інженерного обладнання та контроль технічного обслуговування;
* Забезпечує можливість підключення до системи додаткового обладнання, збільшення точок контролю і функцій управління без порушення роботи системи управління будівлею.

Архітектура системи управління

Інформація про роботу будь-якої системи життєзабезпечення будівлі надходить на мережеві процесори від інтеграторів типу METASYS і польових контролерів, кожен з яких отримує дані від контрольованої системи життєзабезпечення. Інтегратори являють собою пристрої, що передають на процесор BMS інформацію про роботу систем з локальної автоматикою (у тому числі з інтегрованих систем безпеки, ліфтів, джерел безперебійного живлення, холодильних установок). Сигнали від польових контролерів та інтеграторів надходять на мережеві процесори BMS системи по мережах LonWork.

У будівлі встановлені мережеві процесори, що мають архітектуру з розподіленим інтелектом (так, в «Courtyard by Marriott» всі інженерні системи та кабелі розподілені на декількох поверхах) і які здійснюють автоматичне керування всіма системами за запрограмованими у них алгоритмами. Така архітектура істотно підвищує надійність роботи BMS, і вихід з ладу будь-якого з процесорів не вплине на роботу контрольованої ним системи життєзабезпечення, оскільки його функції візьме на себе інший процесор.

Архівування даних, моніторинг і протоколювання роботи систем життєзабезпечення в інтелектуальній будівлі здійснюється через сервер з RAID-масивом 5-го рівня і через автоматизовані робочі місця (АРМ) операторів функціональних систем, які організовані на базі робочих станцій. Обмін даними між мережевими процесорами BMS, сервером і робочими станціями здійснюється за протоколом Ethernet / BACNet, що дозволяє організувати моніторинг і дистанційне керування системами. Для обробки всієї інформації, що надходить від будь-якої системи життєзабезпечення, використовується програмне забезпечення BMS - METASYS M5 («Johnson Controls»).

Треба зауважити, що готель «Courtyard by Marriott» у порівнянні з такою інтелектуальною будівлею, як, наприклад, штаб-квартира «ТНК-BP», - не сама насичена інженерними системами будівля. Тим не менше для того щоб уявити масштаб інженерного комплексу готелю досить сказати, що на об'єкті встановлено більше 20 механічних, електричних, електронних і інших інженерних систем більш ніж 30 виробників.

Автоматизація готелю включає в себе забезпечення безперебійної роботи всіх інженерних систем з використанням вбудованих засобів керування та обладнання локальної автоматики і спеціалізованих станцій диспетчерського управління компанії. Як інтелектуальні складові засобів управління системами використані 2 мережевих процесора, 10 польових контролерів і понад 250 контролерів керування кліматом, що забезпечують спільно з локальною автоматикою повну автоматизацію інженерних систем готелю та дозволяють економічно нарощувати потужності інженерії в майбутньому.

Диспетчеризація інженерних систем

Диспетчеризація таких систем готелю, як припливно-витяжна вентиляція та кондиціонування, а також систем холодного і гарячого водопостачання, тепло- та холодопостачання здійснюється за допомогою контролерів автоматики інженерного обладнання. У підсистемах диспетчеризації цих систем передбачені такі функції, як контроль роботи елементів системи, моніторинг роботи приводів, дистанційне керування, вимірювання температури, аварійна сигналізація при збої контрольованих параметрів, перемикання на резервний двигун і ін

У системі застосовано обладнання, сумісне як фізичними інтерфейсами, так і інформаційними протоколами. В якості фізичних інтерфейсів використовуються тільки стандартизовані інтерфейси (EIA / TIA 232, EIA / TIA 485 і т. п.).

Обладнання і ПЗ локальних систем забезпечують цифрову передачу в системі диспетчеризації тривожних повідомлень про несправності і нештатні режими, що виникли в даній системі; даних про поточні режими роботи локальної системи, а також можливість відпрацювання аварійних дій за сигналами системи пожежної безпеки.

Для підвищення життєстійкості дані про критичні ситуації дублюються на апаратному рівні за допомогою дискретних або стандартних аналогових сигналів.

Більшість компаній-інтеграторів проводить навчання персоналу експлуатуючої компанії, але варто врахувати, що кількість технічного персоналу залежить від типу і площі будівлі. Чим більше будівля - тим більший підрозділ експлуатаційної служби. У готелі «Courtyard by Marriott» один пост безпеки та пожежної охорони, одне АРМ для управління інженерними системами готелю. У цілому обслуговуванням всіх систем займається від 10 до 15 чоловік.

Така система диспетчеризації має засоби захисту від операторських помилок персоналу, які можуть призвести до аварій об'єктних інженерних підсистем. Якщо в роботі обладнання з'являються збої, BMS буде своєчасно інформувати служби експлуатації, що відповідають за роботу даного обладнання, а також головну службу експлуатації і суміжні підрозділи. Іншими словами, якщо BMS не бачить реакції оператора системи електропостачання на тривожні повідомлення, вона відправляє сигнал тривоги головному диспетчеру.

При виявленні критичої ситуації і відсутності з яких-небудь причин керуючих впливів з боку оператора або іншого співробітника, що має право керування системою протягом заданого часу, а також заборони на прийняття самостійних рішень, система відпрацьовує заздалегідь закладений алгоритм.

Якщо все-таки аварійна ситуація виникла, то оператори, що здійснюють контроль роботи устаткування, будуть мати повну інформацію про кожну систему та рекомендації BMS з вибору оптимального і найбільш безпечного виходу із ситуації. Крім того, велику частину завдань буде вирішувати автоматика будівлі. Всі дії автоматики та операторів систем записуються BMS, тому ймовірність виникнення ситуацій колективної безвідповідальності за зупинку або збій у роботі обладнання близька до нуля.

Витрати на технічне обслуговування устаткування і інженерних систем мінімальні, оскільки моніторинг параметрів всіх систем здійснюється цілодобово, і при своєчасному виклику сервісних бригад випадки серйозного ремонту обладнання виключені.

Система енергопостачання

При створенні системи енергопостачання будівель готелю, крім систем загального електропостачання та аварійного освітлення, була встановлена система безперебійного живлення, що забезпечує оптимальне управління постачанням електроенергією всіх приміщень «Courtyard by Marriott». Крім того, енергосистема передбачає можливість встановлення додаткових компонентів для її поетапного нарощування.

Варто відзначити, що все більше російських компаній приходить до необхідності передбачати установку сучасних систем електропостачання вже на етапі будівництва. Взагалі, інвестори все частіше звертають увагу на те, що зараз без аварійних систем електропостачання їм важко виграти в конкурентній боротьбі. Що вже говорити про готелі, де комфорт та безпека гостей - головне завдання.

Реалізація системи безпеки

Вибір системи безпеки залежить від функціонального призначення будівлі (готелі, бізнес-центри, офіси корпорацій, виробничі комплекси), площі і складності планувальних рішень будівлі (різні рішення для будівель великої площі, середньої і малої), вимог замовника до системи безпеки (вимоги до організації безпеки будівлі). Для того, щоб грамотно вибрати систему безпеки, необхідно проаналізувати всі фактори.

Комплексна система безпеки «Courtyard by Marriott» є самостійним компонентом BMS, повністю контролює всі протипожежні системи будівлі, здійснює управління системами протипожежного захисту будівлі при виникненні пожежної ситуації.

Проектування та обладнання готелю системами безпеки проводилося з урахуванням міжнародних норм для готелю «Marriott International».

До складу комплексної системи безпеки цього готелю увійшли елементи:

* Пожежна сигналізація та пожежогасіння;
* Контроль доступу та охоронно-тривожна сигналізація;
* Відеоспостереження та оперативний зв'язок.

У будівлі встановлена одна диспетчерська служби охорони, один пост пожежної охорони.

Повністю інтегрована протипожежна система включає в себе системи пожежної сигналізації, водяного пожежогасіння, одну панель пожежної сигналізації з оповіщенням фірми Simplex 4100U з вбудованим Touch screen сенсорним екраном, на якому відображаються графічні плани, і нараховує понад 800 пожежних сповіщувачів, 600 гучномовців та 500 вогнезатримуючих клапанів. Диспетчер має можливість повністю контролювати і управляти системою з використанням дружнього графічного інтерфейсу. Система пожежної безпеки управляє всіма протипожежними системами, контролює спринклерні системи пожежогасіння, повністю реалізує алгоритм евакуації людей. Відповідно зі специфічними вимогами для мережі готелів «Marriott» в номерах встановлені датчики з локальними сигналізаторами, тобто при задимленні датчика з'являється локальний сигнал від нього. Всі переходи і сходові майданчики будівлі оснащені стробоскопами і системою оповіщення для реалізації алгоритму евакуації персоналу та мешканців готелю, включаючи немобільні групи громадян.

Якщо говорити про контроль доступу, то «Marriott» - не найпоказовіший об'єкт, оскільки це готель і в ньому реалізована система готельного контролю доступу. Тобто після реєстрації постояльцеві видається якийсь електронний ключ, який приписується певному власнику для входу в конкретну кімнату. При цьому дана система ніяк не інтегрована з загальною системою безпеки. У готелі також реалізовано відеоспостереження: камери відеоспостереження розставлені таким чином, що через них проглядаються всі коридори, хол вхідний, вхід в саму будівлю. При цьому увійти до будівлі можна вільно, як і у всіх готелях.

Середовище передачі даних

Цілі та призначення інформаційної системи - передача тих чи інших видів інформації одними системами, включаючи інженерні, інших систем і забезпечення роботи бізнесу. Варто сказати, що в основному вимоги до інформаційних систем в готельній сфері дещо інші, ніж до систем офісних будівель, бізнес-центрів, банків. Наприклад, в стандартний готельний номер, як правило, немає необхідності ставити велику кількість розеток. У номерах класу люкс вже є Wi-Fi для клієнтів, що приїжджають зі своїм переносним комп'ютером; є ТБ за запитом. Крім того, присутня можливість зробити запис на персональну Proximity-карту. З її допомогою клієнт, переміщаючись по готелю, може відкривати двері, дозволені йому для доступу, користуватися відеоконференцією або одержувати й оплачувати по карті різні послуги (телефонні переговори, доступ в інтернет, ТБ-канали і т. д.).

У містке поняття «інформаційна система» можна включити весь комплекс систем, якими оснащений готель. Для інженера інформаційні системи - стан вентустановок, положення перемикачів і т. д., тобто загальний моніторинг роботи інженерних систем; для службовця готелю це може бути інформація програмного модульного комплексу, який показує, яку кількість номерів зайнято, скільки заброньовано, загальну статистику (наприклад, скільки людей знаходилося в номері, якими послугами користувалися і т. д.).

У готелі реалізована структурована кабельна система (СКС) компанії ITT Network Systems and Services, оскільки ця система використовує не тільки сучасні і перспективні протоколи фізичного рівня (включаючи 100 Мбіт / с TP-PMD, 100 Base-TX, 155 та 622 Мбіт / с ATM , IEEE 802.3 Gigabit Ethernet), але і підтримує роботу високошвидкісних протоколів.

Треба відзначити, що яких би то не було принципових відмінностей у використанні інженерних систем в цьому готелі від застосування цих систем в інших, "неінтелектуальних" готелях немає. В цілому специфіка готелів така, що, крім створення комфортних умов проживання та забезпечення безпеки, важливо мати добре розвинені офіси, які здійснюють розрахунки з клієнтами і т. п., приймальні, де реєструються гості. При реєстрації постояльця завдання номер один - витратити якомога менше часу на його заселення, щоб виконання цього процесу було для людини максимально зручним, а для персоналу - максимально ефективним.

Другий момент - вимоги до ресурсів. Для фінасово-розрахункових офісів це, природно, повне аварійне архівування (back-up) бухгалтерії, документообігу, для готелю - повна підтримка системи життєзабезпечення готелю, в тому числі моніторинг.

Тобто інфраструктура має створюватися за класичною технологією - наявність сервера і робочої станції, причому сервер повинен мати і резервне живлення, і можливість резервного збереження робочих копій, щоб робота готелю не сповільнилася, не зупинилася і не постраждала у разі будь-яких збоїв в подачі електроживлення і т. п.

З огляду на той факт, що частка вартості систем життєзабезпечення сучасної будівлі у загальній вартості об'єкта складає 30-50%, принципове і своєчасне вирішення цього питання буде відбиватися не тільки на ринковій вартості об'єкта в майбутньому, але і на поточних витратах з обслуговування і ремонту систем будівлі, на розмірах щомісячних платежів за комунальні послуги та ступеня комфорту працюючих у приміщеннях людей.

Можна сказати, що основними технічними перевагами впровадження комплексної системи автоматизації та диспетчеризації будівлі в порівнянні з автономними інженерно-технічними системами є:

* По-перше, можливість «вписатися» в ті енергетичні обмеження, які можуть пред'являти власнику муніципальні служби міста, і виключити на етапі будівництва витрати на додаткові електричні підстанції. Така ситуація особливо актуальна, коли будівля будується в центральній частині великих міст;
* По-друге, можливість значного скорочення витрат на експлуатацію та ремонт устаткування протягом усього життєвого циклу будівлі за рахунок зниження впливу людського фактора і перекладання контрольних функцій на автоматику будівлі, а також виключення серйозного ремонту або заміни, вийшовшого з ладу дорогого устаткування. На ремонт і відновлення працездатності дорогого устаткування може йти 10-20% від його первісної вартості;
* По-третє, за рахунок застосування енергозберігаючого обладнання та інтелектуальних систем управління інженерією щорічні комунальні платежі знижуються на 15-30%. Так, для будівлі бізнес-центру площею близько 50 тис. м2 вартість щорічних комунальних витрат по Москві (електро-, тепло-і водопостачання, каналізація тощо) становить у середньому близько 150 доларів США на 1 м2 загальної площі. Неважко порахувати середню щорічну економію на експлуатації такого бізнес-центру, що складе 1500 тис. доларів США.

Російський досвід тривалої експлуатації інтелектуальних будівель поки відсутня. Тим не менш позитивний ефект від впровадження інтелектуальної системи можна відчути вже на етапі її проектування, коли встановлюються жорсткі енергетичні ліміти і плануються комунальні витрати. У США, згідно зі статистичними даними, вклад в інтелектуалізацію будівлі повертається за п'ять років, причому за рахунок економії на комунальних платежах. Таким чином, в наступні роки експлуатація інтелектуальної будівлі - це безумовна економія коштів.

Джерело: http://rozum-domu.at.ua/