Inteligentné budovy

Všeobecná zmena pohíadu na energiu, jej cenu a vzťah energia-ekológia núti prevádzkovateíov budov, výrobných závodo...


Všeobecná zmena pohíadu na energiu, jej cenu a vzťah energia-ekológia núti
prevádzkovateíov budov, výrobných závodov, správcov bytov ako aj správcov
energetických zariadení zaoberať sa otázkou ekonomicky výhodného spÖsobu výroby
a využitia energie. Nie nadarmo sa hovorí, že "najlacnejšia energia je ušetrená
energia". Možno aj preto sa čoraz viac hovorí o tzv. inteligentných budovách,
kde riadenie činností je zverené počítačovému systému inštalovanému v budove.
Čo znamená, keď povieme "inteligentná budova"? Podía definície je íudská
inteligencia súbor predpokladov umožňujúcich sa úspešne vyrovnať s novými
životnými situáciami a riešiť situácie, v ktorých sa nedá použiť návykové
správanie. Na definíciu inteligentnej budovy nie je jednoznačný názor.
Inteligentná budova je výsledkom vzájomne zosúladených riešení, v ktorej
užívatelia majú pocit bezpečia a pohody aj pri vonkajších či vnútorných
zmenách, v ktorej je minimálna spotreba energie, miesto, kde sa zvládnu aj
krízové stavy, ako sú požiare, výpadok energie či zlyhanie íudského faktora.
Pojem inteligentná budova pochádza z anglického názvu intelligent building
(doslovný preklad vzdelaný, rozumný, inteligentný) a je treba chápať ho v takom
kontexte, ako sa používa napríklad v spojení Intelligent Printer Data Stream
(IPDS) alebo Intelligent Port Controler, kde pod pojmom inteligencia sa
jednoznačne rozumie schopnosť systému (zariadenia) rozpoznávať určité
definované situácie a stavy, a schopnosť presne definovaným spÖsobom na ne
reagovať. Pritom je charakteristické, že stavy a reakcie inteligentného systému
na vonkajšie podnety sa periodicky opakujú, mÖže sa meniť poradie vznikajúcich
podnetov a následných reakcií apod. Je prirodzené, že technický "inteligentný"
systém má v tomto prípade presne definovaný počet stavov na vstupe a niekým
naprogramovaný algoritmus výstupných reakcií na prichádzajúce stavy.

Riadenie činností
V budove možno pomocou elektronickej regulácie a počítačového systému riadiť
veía rÖznych činností:
Energetická regulácia vykurovania a regulácia teploty v miestnostiach
zabezpečuje optimálnu spotrebu vykurovacieho média (plyn, el. energia) a
zároveň dáva možnosť v každej miestnosti prispÖsobiť hodnotu požadovanej
teploty podía želania. V letných mesiacoch je systémom možné riadiť aj
klimatizačné jednotky.
lZautomatizovanie funkcie žalúzií umožňuje automatické natáčanie všetkých
druhov žalúzií (vonkajšie, medziokenné a vnútorné) do takej polohy, aby
optimálne bránili vniknutiu priameho slnečného svetla do interiéru a tým
spríjemnili pobyt v ňom. Systém je možné aplikovať aj na už existujúce žalúzie.
Simulácia prítomnosti cieleným zapínaním osvetlenia zabráni zlodejom
odpozorovať vašu neprítomnosť.
Senzorové ovládanie vodovodných výstupov dovoíuje elektronicky ovládať všetky
vyústenia vodovodného rozvodu, ako sú vodovodné batérie, sprchy a toalety. S
týmto systémom nie je možné zabudnúť "vypnúť vodu" alebo "zavrieť kohútik". So
senzorovým ovládaním vodovodných výstupov podstatne zvýšite užívateíský komfort
vašich kúpelní a WC.
Ovládanie hlavných prívodov plynu a vody oceníte, ak za vašej neprítomnosti
dÖjde k poruche alebo poškodeniu plynového alebo vodovodného rozvodu.
Indikácia otvoreného ohňa a úniku plynu mÖže zabrániť poškodeniu majetku a
stavby.
Zabezpečovací systém ochráni váš majetok pred neželanou "návštevou" počas vašej
neprítomnosti. Systém vám tiež umožní v zlomku sekundy skontrolovať
"uzavretosť" všetkých okien a dverí.
"Modrý" bezpečnostný elektrický okruh vám umožní pri odchode vypnúť prívod
elektrickej energie a pritom dÖležité spotrebiče (napr. chladnička, telefón,
zabezpečovací systém, počítač, alebo aj videorekordér) ponechať pripojené.
Vylúčite tak možnosť zanechať vo vašej neprítomnosti zapnuté iné prístroje ako
napr. žehličku, kulmu, varič apod., ktoré by mohli spÖsobiť požiar alebo inú
nehodu.
Riadené zapínanie a vypínanie elektrických spotrebičov a osvetlenia vám umožní
naplno využiť možnosti moderného riadiaceho systému a spríjemniť si každodennú
prítomnosť vo vašom dome, byte či kancelárií.

Inteligencia budovy
Počítačový systém riadi a koordinuje spoluprácu štyroch základných zložiek,
ktoré tvoria budovu: konštrukciu, manažment činností, služby a technické
zariadenia. Tieto zložky mÖžu mať rozličnú technickú úroveň, zložitosť,
dokonalosť a "inteligenciu". Inteligencia tu znamená schopnosť pružne sa
prispÖsobiť zmeneným podmienkam. Túto vlastnosť mÖžu mať tak jednotlivé zložky
budovy, ako aj vlastná budova, pričom budú reagovať na zmenené okolité
vonkajšie prostredie a na vnútornú prevádzku v budove. Celý postup
prispÖsobenia musí zohíadniť zníženie náročnosti na materiálové a energetické
vstupy do budovy, elimináciu nepriaznivého vplyvu do budovy a jej vybavenie na
životné prostredie pri optimálnom zabezpečovaní potrieb obyvateíov.
Miera inteligencie býva rozličná, mÖže siahať od jednoduchých budov cez
technicky náročné budovy až po inteligentné budovy v pravom zmysle slova.
Inteligencia budovy neznamená však iba inteligenciu pri jej zrode, ale aj počas
celej prevádzky. Inteligencia budovy závisí od úrovne systémov (informačný
systém, administratívny systém, telekomunikačný systém, neuronálna štruktúra) a
cielenej výmeny informácií medzi nimi.

Analýza budovy
Prvým krokom pri zavádzaní nového riadiaceho systému do existujúcej budovy je
analýza existujúceho stavu. Postup možno zhrnúť do nasledovných bodov:
1. Zostaviť zoznam zariadení vyžadujúcich a vhodných na riadenie:
vykurovanie
HVAC (Heating and Ventilation and Air Conditioning),
elektroinštalácia
EPS (elektronický požiarny systém)
EZS (elektronický zabezpečovací systém)
výťahy
systém kontroly vstupu osÖb
zdravotná technika
2. Navrhnúť riadenie:
navrhnúť spÖsob riadenia jednotlivých oblastí
3. Zhodnotiť vhodnosť riadiaceho systému: lrozhodnúť či pristúpiť k výmene
riadiaceho systému, a ak áno, v akom rozsahu
4. Navrhnúť spÖsob prevádzky budovy:
nastavenie alarmov
rozdelenie informácií, ako často zisťovať
poruchové údaje
energetické údaje (archivácia)
5. Zmeniť existujúce riadenie:
posledný bod predstavuje samotnú inštaláciu a konfigurovanie riadiacich systémov

Senzorové systémy
Po rozhodnutí, ktorú technológiu budeme riadiť, pristúpime k analýze
senzorových systémov.
Podía technológie používame tieto snímače:
Vykurovanie a HVAC v tejto časti sú jednoznačne najčastejšie používané snímače
teploty, ktoré slúžia na snímanie vnútornej, vonkajšej teploty a na snímanie
teploty kotla a prívodných potrubí. Ďalej tu používame snímače vlhkosti
vzduchu, tlaku, prietoku a protimrazovú ochranu.
lEZS (elektronický zabezpečovací systém) tu používame predovšetkým snímače
pohybu, slúžiace na zistenie neoprávneného pohybu osÖb. Na zabezpečenie okien a
dverí kontaktné snímače, ktorých signál sa dá využiť aj pri regulácií teploty,
napr. ak je niekde otvorené okno riadiaci systém zabezpečí vypnutie kúrenia v
miestnosti a upozorní obsluhu na tento stav. Pre systém zabezpečenia vstupu a
pohybu osÖb slúžia snímače identifikačných kariet alebo načítania číselného
kódu.
EPS (elektronický požiarny systém) snímače koncentrácie CO2 v miestnostiach
upozornia riadiaci systém na jeho prítomnosť, tak je to aj v prípade, ak bolo
stlačené alarmové tlačidlo.
Osvetlenie snímače osvetlenia v miestnosti, snímače polohy žalúzií, markíz apod.
Zdravotná technika snímače prietoku na meranie množstva spotrebovanej vody, či
už teplej alebo studenej. Ďalej snímače na zistenie koncentrácií látok vo vode,
využíva sa to pri budovách s bazénmi na kontrolu čistoty vody.
Výťahy a eskalátory kontaktné snímače, fotosnímače a snímače rýchlosti výťahu.
Pri výbere snímačov treba zohíadňovať prevedenie snímačov podía miesta
použitia, meracieho rozsahu a technológie. Pri tom nemÖžeme zabudnúť na káblový
systém, ktorý musí byť spoíahlivý a univerzálny.

Prístupový systém
DÖležitou časťou inteligentných budov je prístupový systém. Jeho úlohou je
zabrániť nepovolenému vstupu do budovy, do jednotlivých častí budovy a
miestností. Avšak slúži tiež na zistenie prítomnosti či neprítomnosti osÖb v
určenom priestore. Pri realizácií zabezpečenia vstupu do budovy sa nám ponúkajú
tieto riešenia: magnetická karta, čipová karta, čipová bezkontaktná karta,
číselný kód, ktorý mÖžeme použiť aj v kombinácii s ostatnými spÖsobmi na
zvýšenie bezpečnosti. Toto boli tie najjednoduchšie spÖsoby, prístupový systém
sa dá realizovať aj tzv. biometrickými systémami identifikácie pomocou otlačku
prstov, očnej dúhovky, hlasu, tváre. Tieto systémy sa vyznačujú svojou
bezpečnosťou, ale ich nevýhodou je väčšia zložitosť a cena. Pre zabezpečenie
prístupu osÖb do budov sa javí ako najvhodnejší bezkontaktný systém. DÖvodom je
jeho jednoduchosť oproti biometrickým systémom.

Riadiace systémy
Komplexné riadiace systémy pre inteligentné budovy ponúkajú firmy ako: Landis &
Gyr, Siemens, Honeywell, Johnson Controls, AMP, Lucent, BICC, Legrand a iné.
Napríklad systém Unigyr-Visonik od firmy Landis & Gyr je viacúrovňový
mikroprocesorový riadiaci systém, ktorý umožňuje optimálne využitie
technologických zariadení. Unigyr-Visonik zabezpečuje všetky vyžadované funkcie
riadenia budov pomocou softwaru procesných staníc, ako aj softwaru zariadení na
vyššej úrovni. Na najvyššej úrovni sú pripojené jednotky na monitorovanie a
operátorské riadenie procesu pracujúce pod operačným systémom OS/2, terminálové
pracoviská, výstupné a pamäťové média. Operátorská úroveň je pripojená na
nižšiu, ktorú tvoria procesné stanice, cez dátový a komunikačný server. Systém
je stavebnicový, čo umožňuje pokryť požiadavky zákazníka bez prebytočných
nákladov s možnosťou íubovolného rozšírenia systému. Je tiež voíne
programovateíný a užívateí si mÖže jednoduchým spÖsobom sám vytvárať procedúry.
Systém Metasys od firmy Johnson Controls je súbor hardwarových a softwarových
komponent, ktoré tvoria integrovaný systém programovateíných regulátorov,
snímačov a akčných členov.
Metasys bol vyvinutý ako celkový systém integrujúci súčasne distribúciu dát,
inteligenciu a spracovanie úloh pomocou siete regulátorov. Medzisieťové
regulátory sú distribuované databázy, inteligencia a riešenie procesných úloh,
čo umožňuje viacerým užívateíom plný prístup ku všetkým bodom systému v reálnom
čase a zabezpečuje odolnosť systému proti poruchám, ktoré nemÖžu dosiahnuť
systémy spoliehajúce sa na riadiaci počítač. Systém Siclimat (Siemens Climate
Technique) od firmy Siemens tvorí homogénny kompletný systém pre všetky úlohy
automatizácie zariadení technického vybavenia budov. Koncepcia Siclimat
umožňuje univerzálne nasadenie pre komerčné budovy íubovolného využitia a
íubovolnej veíkosti. Excel 5000 firmy Honeywell sa vyznačuje operatívnosťou a
jednoduchou možnosťou obsluhy, ktorá poskytuje intuitívny a rýchly prístup do
celého systému pre operátorov. Architektúra systému poskytuje pružnosť pri
pokrytí súčasných potrieb a budúcich rýchlych zmien tak, ako rastú požiadavky
užívateía. Systém sa rozlišuje na základe už nainštalovaných zariadení pri
zabezpečení vysokého stupňa spoíahlivosti.
Systém i-bus EIB firmy ABB je decentralizovaný a združuje jednotlivé riadiace a
zabezpečovacie systémy do jedného, pri zachovaní možnosti samostatnej prevádzky
jednotlivých častí. Umožňuje využiť jednotlivé prvky pre rÖzne úlohy jednoduchá
diagnostika systému, monitorovanie objektu apod. ABB i-bus EIB ponúka
variabilitu bez nárokov na veíké stavebné zásahy. Z híadiska nákladov je pomer
ceny klasickej elektroinštalácie a samostatných systémov (regulácia kúrenia,
zabezpečenie budovy a pod.) k systému ABB i-bus EIB tak 1 : 3 až 1 : 5.

Cena
Ak má byť nejaký viac či menej zložitý projekt úspešný, je nevyhnutné, aby pri
jeho návrhu, praktickej realizácii a uvádzaní do prevádzky boli prítomné a
spolupracovali všetky zainteresované strany, t.j. investor, projektant a
dodávateí.
Investor by mal tiež myslieť, a to v prvom rade, aj na efektívnosť a
"užitočnosť" investovania finančných prostriedkov. Napríklad náklady
investované do "inteligencie budovy" na zriadenie a prevádzku na meter
štvorcový sú nepriamo úmerné úžitkovej ploche budovy (čím väčšia úžitková
plocha, tým menšie náklady na m2). Oproti tomu náklady na dosiahnutie takých
istých služieb klasickými metódami (t. j. lokálnymi, neriadenými a
netarifikovanými centralizovane, bez spätnej väzby na iné systémy budovy) rastú
priamo úmerne úžitkovej ploche budovy (čím väčšia úžitková plocha, tým väčšie
náklady na m2). Z toho vyplýva, že budovanie inteligentnej budovy má pre
investora zmysel až vtedy, ak očakávaný rozdiel v nákladoch na zriadenie a
prevádzkovanie dosiahne kladný finančný efekt.

Záver
Výstavba inteligentných budov bude nadobúdať čoraz väčší význam. Hlavným
dÖvodom je neustále zvyšovanie cien energií, ale v neposlednom rade aj zvýšené
požiadavky používateíov na komfort prostredia v budove. Inteligentná budova by
mala nájomníkom priniesť zlepšenie organizácie a produktivity práce
zamestnancov, úsporu energií, zvýšenie bezpečnosti objektu zvýšenie ochrany dát
a firemného know-how, okamžitý prehíad o aktuálnom stave rÖznych infraštruktúr
budovy vrátane pohybu osÖb po budove a mnohé iné užitočné služby. V budovách sa
budú uplatňovať riadiace systémy schopné pružne sa adaptovať na meniace
podmienky. V prípade nejakej rozsiahlejšej poruchy, ktorú nemÖže odstrániť, sa
skontaktujú prostredníctvom telefónu alebo internetu so servisnou firmou a
informujú ju o danom stave. Takéto riadiace systémy sú založené na báze
neurónových sietí.
Niektoré vízie hovoria o tom, že na počítačovú sieť bude pripojená každá
žiarovka ide o tzv. inteligentnú žiarovku, ktorá obsahuje riadiacu techniku,
žiarovka pri svojej poruche sama upozorní údržbu na svoj stav.
Aby nevznikol dojem, že riadiace systémy sa používajú len vo veíkých budovách,
prenikajú tiež do rodinných domov, ale to sú zatiaí len lastovičky, pretože pre
svoju cenu si nezískali široké uplatnenie. Dúfajme, že nie je ďaleko doba, keď
inteligentné domy budú samozrejmosťou.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.