Main menu:
INTELIGENTNÍ BUDOVY
Inteligentní budovy jsou objekty s multiprofesním centralizovaným managementem provozu "Vše v jednom", tedy s integrovanými systémy řízení technologii TZB, energetiky, telekomunikací včetně zabezpečení objektu, kontroly přístupu a požární ochrany. K těmto základním prvkům je často ještě realizován informační management správy objektu o stavu a rozmístění drobných spotřebičů, aktuální obsazenosti budovy a pohybu obyvatel, o pronájmech a pracovní době uživatelů a tak dále dle funkce a poslání objektu. Vzájemnou interakcí těchto segmentů a vazeb mezi nimi lze následně dosáhnout optimalizace v chování jednotlivých autonomních zařízení celého technologického vybavení objektu. Systémy v budově tak mohou skutečně plnit svůj základní cíl, tedy zajišťovat aktuální požadavky vlastníka a nájemců budovy, udržovat maximálně komfortní zdravé a příjemné vnitřní prostředí. Dále také zajišťovat bezpečí a maximálně úsporný provoz budovy za daného režimu.Optimalizační procesy v budově probíhají tak, aby včas mohli reagovat na měnící se interní a externí podmínky prostředí, a také aby bylo možno je jednoduše přizpůsobovat případným změnám zadaných požadavků. Inteligentní budova tak umožňuje výrazné úspory provozních nákladů a minimalizuje případné výdaje. Jedná se tedy o výrazný bonus oproti tradiční výstavbě, zvláště uvědomíme-
1. ÚVOD
Označení "inteligentní budova" začalo být poprvé používáno asi někdy před 15 lety v ekonomicky rozvinutých zemích západního světa. Na počátku byla ekonomická potřeba maximální efektivity provozu a snížení všech nákladů velkých administrativních objektů, a to hlavně v důsledku celosvětového růstu cen energii. Nezanedbatelným prvkem byla také zvýšená náročnost klientů pronajímajících si komerkční prostory a zvýšená konkurence hlavně ve službách na realitním trhu v daném segmentu. Proto začala být potřeba nějaké integrované moderní správy velkých administrativních celků, výškových a luxusních budov již nezbytná. Základem byla potřeba vzájemného propojení technického zabezpečení budovy tedy TZB, souvisejícího facility managementu a všech dalších doplňujících služeb kompletní správy poskytované provozovatelem uživatelům, klientům a také vlastníkům budov.
Mapa oblastí s největší kumulací IB
2. HISTORIE
Označení "inteligentní budova" se stalo později hlavně zavedeným pojmem pro koncepci celkové integrace počítačových systémů řízení do technologického zařízení HVAC, telekomunikací a zabezpečovacích prvků. Od té doby byl termín "inteligentní budova" již obecně používán pro celkové pojetí typu budov založené na použití pokročilé architektury MaR, včetně procesních mikroprocesorových stanic a komponentů v celém souboru TZB, a snahou o integraci všech aktuálních profesí automatizace a telekomunikace do jednotných řídících center, většinou dispečinků budov. Současně také dochází k nutnosti prezentace a ukládání dat, dohledu a ovládání celého systému přes běžný počítač. Vzniká proto mnoho nových vizualizačních aplikací typu SCADA/HMI, většinou na bázi obdobných systémů již používaných od 80 let 20. století v oblasti teplárenství, průmyslu a energetiky.
Screen SCADA/HMI Vizualizace IB
3. SOUČASNOST
V současné době vnímáme a používáme termín "inteligentní budova" pro všechny stavby -
Průřez inteligentním rodinným domem
4. POŽADAVKY
Klíčovýmí požadavky na Inteligentní budovu je hlavně schopnost dynamicky zajišťovat aktuální potřeby vlastníka nebo provozovatele a případných nájemců budovy. Ty by měli být v souladu se zlepšenou provozní a servisní obslužností, aniž by nějak více zatěžovali všechny uživatele objektu. S tím se zase přímo pojí podpora a vytváření zdravého a příjemného vnitřní prostředí, a to na všech úrovních a ve všech segmentech objektu. Nezbytné je také zajišťení potřebného bezpečí ve všech oblastech, ať jde již o ochranu přístupu a majetku, nebo o ochranu proti živlům (oheň, voda).
Objekt by tak měl vyhovět těmto základním požadavkům:
minimalizace nákladů na energie
minimalizace provozních nákladů
minimalizace nákladů na opravy
zvýšená kvalita prostředí budovy
zvýšená bezpečnost a komfort
flexibilita pronajatých prostorů
prodloužení životnosti objektu
5. VYUŽITÍ
Využití multiprofesního centralizovaného managementu řízení technologii a provozu, lze nyní aplikovat v mnoha odvětvích a to jak ve stavebních a strojírenských oblastech, tak třeba v řízení dopravní infrastruktury. Proto je název "Inteligentní objekt" patrně příhodnějším označením pro předmět celého tohoto pojednání, a to protože popisovanému významu vyhoví více realizovaných stavebních počinů než jsou jen hlavně všude uváděné administrativní budovy, rodinné domy a komerkční centra. A to vše napříč celým spektrem výstavby.
Příklady nejčastějšího využití:
Administrativní a kancelářské budovy
Průmyslové a energetické provozy
Nemocnice a zdravotnická zařízení
Bytové domy, Hotely
Rodinné domy a chalupy
Nákupní centra
Dopravní stavby a infrastruktura
( tunely,Metro, přístavy )
Pojem v oblasti IB |
Označení |
Název v Angličtině |
Automatizační řídící systémy budovy |
BAS |
Building Automation System |
Vytápění, ventilace, klimatizace |
HVAC |
Heating, Ventilating, Air- |
Centrální řízení HVAC systémů za účelem snížení energetické náročnosti |
BEMS |
Building Energy Management Systems |
Dispečerské řízaní a sběr dat |
SCADA |
Supervisory Control And Data Acquisition |
Vizualizace - |
HMI |
Human Machine Interface |
Energetický management |
EMS |
Energy Management System |
Energetický management a řízení |
EMCS |
Energy Management and Control System |
Správa budov |
FMS |
Facilities Management System |
Elektronický protipožární systém, |
EPS |
EFS- |
Elektronický zabezpečovací systém |
EZS |
ESS - |
Elektronická kontrola vstupu, |
EKV |
EAC- |
Ověření a monitoring přístupu kartou |
CCMS |
Central control and Monitoring Systém |
Uzavřený televizní okruh a kamerové systémy |
CCTV |
Closed Circuit Television |
Rozpoznávání obličeje a osoby |
FR |
Face recognition |
Evakuační rozhlas |
ER |
Evacuation radio |
7. BĚŽNĚ INTEGROVANÉ TECHNOLOGIE
Zde níže je uveden přehled jednotlivých autonomních systémů, které mohou být spravovány v IB z jednoho operátorského pracoviště a v rámci společného grafického prostředí. Tato propojitelnost a otevřenost jednotlivých systémů přináší uživateli nezávislost na původním proprietárním programovém vybavení od výrobce a umožňuje interakci všech subsystémů.
Vytápění a ohřev TV(TUV)
Chlazení a VZT
Termické solární panely a FVE
Osvětlení, výtahy, okenní žaluzie
EZS, CCTV a přístupové systémy
EPS, Telekomunikace a IT
EMS a sběr a vyhodnocení dat
8. SCADA/HMI
Programy které nám umožňují přistoupit přes grafický interface k datům z technologie se nazývají SCADA/HMI. Tyto programy jsou stěžejním vybavením operátorských stanic a jádrem celého systému. Zajišťují monitorování, ovládání a parametrizaci, sběr a ukládání historických dat, přehledy hlášení a správu alarmů, zasílají e-
6. INTEGROVANÉ AUTONOMNÍ SYSTÉMY
Jen málokdy či zcela vyjímečně se setkáváme s komplexním přímým řízením všech automatických subsystémů uvnitř Inteligentní budovy. Vyjímkou jsou některé na klíč realizované stavby s celkovým firemním řešením (Siemens, Johnsons Control, Honeywell, Sauter). Nebo rodinné domy již od počátku investorem realizované jako inteligentní a osazené příslušnou řídící jednotkou a všemi spolupracujícími komponentami systému. Běžně je ale soubor autonomních zařízení během výstavby dodáván různými stranami, pochází od několika výrobců a je již vybaven vlastní automatikou a senzory, sběrnicemi a komunikačním rozhraním. Tato výstroj je již většinou velmi vyspělá a zařízení je schopno plně fungovat nejen v automatickém režimu, ale také velmi úsporně. Navíc jsou již zařízení vybavená pokročilou diagnostikou a správou alarmů. Za dodané zařízení a jeho funkčnost výrobce ručí výrobce. Nevýhodou soustavy takovýchto nezávisle fungujících zařízení je právě neschopnost komunikovat mezi sebou. Tak se nastavená křivka pro vytápění nesníží, když budovu nečekaně opustí její dočasní obyvatelé během dne, i když systému pohybu osob je již toto "dávno známo". Stejně tak v jarních a podzimních přechodových obdobích vesele poběží VZT anebo Chlazení poklidně v souběhu s vytápěním. A právě proto je řídící systém integrující všechny inteligentní technologie v budově tak potřeba. Pro funkci budovy jako celku je však nutný přenos informací mezi jednotlivými systémy. Zde je pak největším problémem obousměrná komunikace mezi integrujícím řídícím systémem a jednotlivými zařízeními. Každé je totiž vybaveno nějakým komunikačním protokolem přenášejícím diskrétní signály zcela specificky dle požadavků výrobce. Pokud nemá být osazeno dispečinkové pracoviště např. v nějaké administrativní budově spoustou počítačů, je třeba zajistit v software nebo HW nadřazené řídící úrovně most (bridge) s propojením systémů prostřednictvím komunikačních kanálů a odpovídajících ovladačů. Naštěstí se v současné době stále více rozšiřuje použití OPC serverů a otevřených komunikačních protokolů -
Přehled některých SCADA aplikací:
ČR:
Reliance/
RcWare / Domat, Energocentrum Plus
Tirs Web / Coral
Promotic / Microsys
Controll Web /Moravské přístroje