INTELIGENTNÍ BUDOVY - Tzb-energ

Go to content

Main menu:

ÚSPORY ENERGIE

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 komfortzdravé 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-li si, že v budovách trávíme skoro 80% svého času, tedy většinu našeho života ...

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 - tedy jak budovy určené ke komerkčním účelům, tak budovy pro bydlení - kde byl již od počátku zvolen multidisciplinární přístup k projektu a samotné realizaci stavby. Na výstavbě tohoto typu budovy se proto v rámci naplnění obsahu samotného "terminus technicus"  musí  podílet všichni účastníci díla - tedy investor, architektonický atelier, celý projekční tým včetně specializovaných profesí, a také pokud je znám i budoucí majitel nebo provozovatel. Již od samého počátku projektu je třeba postupovat tak, aby byly v rámci daných možností optimalizovány všechny požadavky na konstrukci exteriéru a interiéru objektu tak, aby následně umožnili implementaci a plné využití automatizačních technologii a TLC / ITstruktur. Výsledkem by tak měla být budova vyhovující všem obecně nastaveným kriteriim v oboru.

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-Conditioning

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 - uživatelské rozhraní

  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,
požární signalizace

  EPS

  EFS- Electronic fire system

Elektronický zabezpečovací systém

  EZS

  ESS -Electronic security system

Elektronická kontrola vstupu,
přístupové systémy

  EKV

  EAC- Electronic access control

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-maily a SMS. Řídí interakce na jednotlivých kanálech mezi autonomnímy subsystémy technologie.
V těchto aplikacích, dnes často již propojených s informačními systémy typu ERP  a napojenými na výkonné databázové SQL servery, je k dispozici zdroj obrovského množství informací,snadno dostupného jak technikům, správcům ,energetikům, tak i vrcholovým manažerům. Tyto informace jsou navíc dostupné uživatelům odkudkoli na světě díky připojení na internet a integrovaným Web serverům. Lze je prohlížet i řídit třeba z mobilního telefonu. Ve vývoji SCADA/HMI aplikací patří české firmy ke špičce a to minimálně v Evropě.

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 - standartů jako je ModBus, LON a BackNet. Každý z nich má ale ještě bohužel své nevýhody a omezení.

Přehled některých SCADA aplikací:
ČR:
Reliance/
GEOVAP
RcWare / Domat, Energocentrum Plus
Tirs Web / Coral
Promotic / Microsys
Controll Web /Moravské přístroje

 
 
Search
Back to content | Back to main menu