Специфика разработки интеллектуальных решений
Интеллектуальное здание (ИЗ, Intelligent Building — IB) — понятие многомерное. Это и "здание", и "комплекс систем", и "технология" и т.д. Определим ИЗ как совокупность инженерно-технических решений, направленных на создание высокоэффективной экономичной системы управления зданием (Building Managment Systems — BMS), максимально отвечающей потребностям пользователей и владельцев этого ИЗ. Достигается это в первую очередь за счет интеграции в единую информационно-управляющую инфраструктуру основных систем здания и их взаимодействия на базе единой среды передачи данных, основу которых составляет LAN/WAN, организованные по принципу структурированных кабельных систем (СКС). Архитектура BMS позволяет оперативно принимать решение при аварийных и нештатных ситуациях (пожаре, затоплении, утечках воды, газа, несанкционированном доступе в охраняемые помещения); обеспечивать своевременную локализацию аварийных ситуаций. Кроме того, эти решения обеспечивают получение объективной информации о состоянии всех систем здания и их работе. Обеспечивая централизованный контроль и управление при нештатных ситуациях, они позволяют вводить оптимальный режим управления инженерным оборудованием с целью сокращения затрат на использование энергоресурсов, потребляемых зданием (горячей и холодной воды, тепла, электроэнергии, воздуха и т.д.). Одновременно можно ввести объективный анализ работы оборудования, действий инженерных служб и подразделений охраны при нештатных ситуациях за счет документирования принятых решений на основе автоматизированных баз данных. В результате применения этих технологий и процессов — здания, которые более дешевые в эксплуатации. Это наглядно отражает преимущества интеллектуальных домов: быстрое возвращение инвестиций посредством более продуктивной работы персонала и уменьшенные расходы по обслуживанию. По некоторым оценкам стоимость эксплуатации "усредненного" здания в России превышает стоимость строительства на порядок. То есть основную стоимость здания составляет его эксплуатация. А в Европе все наоборот: больше "вкладывают" в строительство, так, чтобы существенно экономить в период эксплуатации здания. Формирование в здании инженерной инфраструктуры типа ИЗ также существенно повышает его ликвидность. ИЗ — это эффективное инвестиционное решение, позволяющее существенно снизить расходы на обслуживание и развитие. Такое здание соответствует современным международным требованиям и является привлекательным рыночным товаром. Работы по созданию ИЗ могут быть выполнены методом поэтапного наращивания комплекса — от отдельной системы до полномасштабного комплекса, что дает возможность владельцу планировать финансовые вложения в развитие инфраструктуры объекта. Другими словами, интеллектуальное здание не только безопасно, комфортно и престижно, но и экономически выгодно. На российском рынке недвижимости до сих пор в ходу дедовская схема распределения бюджетов, при которой до 80% инвестиций тратится на «коробку» (бетон, металлические конструкции, стеклопакеты и пр.). Смета ИЗ выглядит совершенно иначе: на инженерные коммуникации и управляющие системы приходится до половины суммы, затраченной на строительство или переоборудование помещений. Привыкнуть к такому раскладу пока удалось немногим. Частным случаем ИЗ является ИД — «интеллектуальный дом», предназначенный для частного заказчика. Это либо загородный коттедж, либо квартира. Интересный парадокс: создать полноценный «умный дом» в особняке намного сложнее, чем выполнить проект по промышленной автоматике или работу по системе интеллектуального здания для торгового комплекса. В доме, как правило, используется гораздо большее разнообразие систем. В проект включается все: от котельной системы до системы распределения видео- и аудио-сигнала. Строя ИД, необходимо, прежде всего, обеспечить максимальный комфорт его хозяину, а экономия энергоресурсов имеет меньшее значение. Интеллект ИД должен быть наращиваемым и гибким. То есть некоторая минимальная конфигурация, которую владелец здания может постепенно расширять по мере появления средств и/или потребностей. Это особенно актуально в российских условиях, поскольку подавляющее большинство даже далеко не бедных заказчиков не готово сразу потратить значительные суммы на то, чтобы наполнить интеллектом здание от фундамента до крыши, да и временной фактор играет здесь не последнюю роль. Проект построения ИЗ Что же представляют собой технологии и процессы, требуемые в подобных проектах? Их перечень очень большой, начиная с проектирования до реконструкции и конечного списывания. Решение о том, что здание будет «интеллектуальным», должно быть выработано на ранней стадии проектирования. При этом должно существовать понимание, что придется инвестировать дополнительные средства в проект для повышения его ценности и последующей отлаженной работы. На первом же этапе проектирования ИЗ должна быть произведена качественная оценка настоящей и будущих областей использования объекта, необходимо сгруппировать соответствующие функции, которые будут доступны в здании. Например, офисное здание может быть интересно целевой группе компаний, бизнес которой ориентирован на городскую окружающую среду, высокоскоростной доступ в интернет, возможность круглосуточной работы и т.д. Примеры данной характеристики проектирования включают в себя системы коммуникаций, безопасности, автоматизации, СКС и открытое пространство с передвижными или убираемыми участками планировки. Интеллектуальное проектирование начинается с целостной модели здания. Данное моделирование начинается еще на ранней стадии (CAD-чертежи), которые войдут в проектную документацию. Используя новые стандарты (например, AEC-XML и GB-XML), информация может легко быть представлена для моделей раздела систем ОВК (HVAC), а также моделей других систем. Моделирование ИЗ присутствует не только на стадии проектирования, но и продолжается в стадии строительства и введения в эксплуатацию. В идеале модель здания должна проработать в течение всего жизненного цикла, иметь возможность модификации по необходимости и служить в качестве цифрового документа здания. Процесс проектирования ИЗ характеризуется следующими процессами: энергоэффективное проектирование, моделирование здания в целом, интеграция с системами транспорта и окружающей средой. Важно понимать, что немногие проекты затем используются так, как это планировалось при их проектировании. Качественное проектирование интеллектуального здания должно включать возможность внесения изменений в его работу в будущем. Технологии ИЗ предполагают наибольшие преимущества для жильцов (консьерж, магазины, рестораны, зоны отдыха, парковочные места, туалеты), оптимизированный вертикальный транспорт (лифты, эскалаторы), контролирование персональных условий комфорта (температура, влажность, качество внутреннего воздуха, освещение, акустика). Проектирование сетей и телекоммуникаций: общая сетевая инфраструктура, структурированная поддержка кабельных сетей, WiFi (беспроводная сеть), VoIP (передача голоса через IP-сети). Следует подчеркнуть, что структурированные кабельные системы – это «фундамент» интеллектуального здания. СКС предназначены для организации передачи информации в локальных вычислительных и телекоммуникационных сетях ИЗ. СКС, объединяющие всю "слаботочку" (ЛВС, телефонию и т.д.), создают единую информационную кабельную сеть здания. СКС обеспечивают быстрое и легкое изменение конфигурации кабельной системы посредством перекоммутирования на кроссовых панелях. Конфигурация СКС и применяемое оборудование обеспечивают возможность наращивания системы без нарушения работоспособности смонтированной части системы. Кабельная система является компонентом здания с самым продолжительным временем жизни, дольше которого существует только каркас здания. Считается, что несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационно-вычислительных сетей. Поэтому правильная организация кабельных систем, определяющих надежность функционирования всех служб здания, является одной из ключевых задач при создании ИЗ. Технологии ИЗ из раздела безопасности: включают цифровое видеонаблюдение, контроль доступа и мониторинг, автоматическое пожаротушение, противопожарная сигнализация, систему мер по обеспечению вывода людей при опасных ситуациях (освещение, обозначения, датчики дыма и т.д.), контроль загрязнения, служба охраны. Механические технологии ИЗ: энергоэффективное оборудование, аккумуляторы для тепловой энергии, комбинированная выработка тепла и электроэнергии, оптимизация управления, необходимое количество датчиков, качество внутреннего воздуха, наблюдение за условиями комфортности, возможность управления через интернет, интеграция в корпоративные системы управления, измерение потребления воды и газа. Проектирование ИЗ подразумевает также анализ его воздействия на окружающую среду. Должен быть соблюден баланс между обеспечением оптимальной внутренней среды в здании и минимизации потребления энергии, а также задействованного персонала. Создание проекта, который является экологически чистым и энергоэффективным, тесно связано со многими атрибутами интеллектуального здания. ИЗ проектируются для длительного срока службы с минимальным воздействием на окружающую среду за счет применения переработанных и годных для повторного использования материалов, экологически чистых технологий строительства, технической поддержки и управления зданием. Благодаря интеграции системы управления зданием и системы управления предприятием существенно повышается энергоэффективность, снижаются расходы по обслуживанию и потреблению энергии по сравнению с не-интеллектуальными проектами. Интеллектуальные здания обеспечивают людям, находящимся в них, больший комфорт перемещения и взаимодействия. С точки зрения проектирования необходимо предусмотреть то, как люди будут перемещаться по зданию. Где они будут входить в здание? Как эффективно организовать вертикальные и горизонтальные пути их перемещения? Есть ли возможность использовать цифровые обозначения, чтобы улучшить навигацию? Сотрудничество людей также может быть улучшено посредством использования элементов дизайна, призванных содействовать как в деловых, так и в неформальных помещениях. Деловые помещения – это конференц-залы, кабинеты, комнаты для семинаров. Неформальные зоны в здании обычно включают в себя холлы и сидячие места в коридорах, кафе, места на улице и другие зоны, где люди могут встречаться. В интеллектуальном здании устанавливают от 25 до 50 и более разнородных систем жизнеобеспечения, которые являются как бы его «начинкой». Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в виде комплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение с собственной системой контроля и управления. Для того чтобы все эти разрозненные инженерные системы работали в едином комплексе, обмениваясь между собой данными под контролем единой диспетчерской, как раз и нужна Система управления Система управления зданием, которую в России называют еще системой автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования, представляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой этих систем через сетевые контроллеры (процессоры). Интеллектуальные сетевые контроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данных LonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственных им инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерами системы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллеры автономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем в рамках заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатных ситуациях. Все эти инженерные системы могут подключаться к системе управления зданием как одновременно, так и поэтапно. Отладка оптимальных алгоритмов работы инженерии и системы управления интеллектуального здания осуществляется в первые месяцы работы в здании людей, поскольку BMS должна накопить определенный объем информации о привычках людей и режимах работы инженерии здания. Интеллектуальное здание в приблизительном многоуровневом исполнении
Применение BMS удорожает общую стоимость инженерии здания на 20-50 долларов США на 1 квадратный метр общей площади и зависит от размеров здания и технических требований к работе инженерных систем. Приведенная оценка сделана без учета стоимости самого инженерного оборудования, которое будет установлено в здании. В то же время применение BMS и ресурсосберегающего оборудования позволяет вписаться в ограниченные энергомощности и исключить расходы на строительство дополнительной подстанции. Согласно оценкам зарубежных и российских специалистов, интеллектуальные компоненты системы жизнеобеспечения здания окупаются уже на 3-5 год эксплуатации ИЗ. В последующие годы интеллектуальное здание начинает приносить его владельцам чистую прибыль в размере 5-7% от всех эксплуатационных расходов. Эти экономические показатели во многом и определяют повышенный интерес инвесторов и владельцев к подобным проектам и энергосберегающим технологиям. Елена Турдакина / CNews Analytics |
Создание интеллектуальных домов, при всей дороговизне проектов, подразумевает и большие выгоды. Совокупная стоимость зданий представляет собой сумму затрат на строительство и эксплуатационных затрат в течение всей их «жизни». А стоимость эксплуатации обычного здания в России превышает стоимость строительства в десятки раз! Именно на стадии эксплуатации интеллектуальное здание значительно экономичнее не-интеллектуального.
