Интеграция инженерных систем здания и их возможности

Под интеллектом понимается умение распознавать конкретные ситуации и соответствующим образом на них реагировать. В таких случаях одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Здание должно быть спроектировано так, чтобы все системы могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, сроков и трудоемкости), а их обслуживание было организовано оптимальным образом. Кроме того, проектирование также предполагает возможность наращивания и видоизменения конфигурации инсталлированных систем, каковых в интеллектуальном здании предостаточно. Сущность интеллектуального здания определяется как набор систем, тесно интегрированных в одном или нескольких зданиях.

Основа интеллектуального здания – интегрированная, кабельная инфраструктура. Она включает в себя: структурированную кабельную систему (СКС), взаимосвязывающую компоненты шиной, для передачи управляющих сигналов системам автоматизации.

Приведем список классов, на которые можно разбить системы, составляющие в своей совокупности то, что может быть названо «интеллектуальным зданием»:

1) Системы управления инженерными коммуникациями и установками: отопление, вентиляция, кондиционирование, водоснабжение, канализация, электроснабжение, теплоснабжение, газоснабжение.

2) Технологические системы: система автоматического пожаротушения, система пожарной сигнализации, система безопасности и контроля доступа, системы связи (включая телефонию, телевидение, Интернет), системы управления некоторыми инженерными системами (вентиляцией квартиры или офиса, отоплением, и пр.), доступные пользователям, система управления освещением, системы управления бытовой техникой.

3) Системы управления бизнесом: фронт-офис автоматической системы управления, направленные на клиента или пользователя; бэк-офис, направленные на внутреннюю деятельность организации, включая склад, бухгалтерию и пр.

К интеллектуальному зданию можно отнести здание, если в нем присутствуют несколько вышеперечисленных систем и они объединены между собой. Современные системы построены по модульному принципу, позволяющие постепенно объединять, развивать и совершенствовать их.

Такая ситуация дает возможность устанавливать системы одну за другой, постепенно объединяя их.

Приведем пример практической реализации интеграции систем управления.

Управление освещением. Сценарное включение разных групп освещения от одной команды – залог хорошего настроения, комфортности ощущений. Плавное включение освещения – это еще и увеличение продолжительности работы лампочек. Датчики движения и присутствия – одновременно удобная и комфортная (включение) и полезная функция энергосбережения (выключение).

Плавное включение света на неполную яркость в проходных помещениях и санузлах, в ночное время – это комфортно.

Интеграция с системой охраны обеспечивает эффект присутствия, включение или мигание света при проникновении.

Связь с присутствием людей. Этот вид управления используется в местах, где необходимо освещение только во время присутствия людей. Например, в проходных комнатах, на лестничных площадках и лестницах, в гардеробных и кладовых комнатах. В этих зонах устанавливается датчик движения, который фиксирует присутствие. Система включает свет и он горит до тех пор, пока есть присутствие человека. Выключается свет спустя определенное время после ухода из «поля зрения» датчика. Время задержки задается с пульта или с экрана компьютера и может быть разным для разных зон. Чтобы включение света не запаздывало и не загоралось бы слишком рано, необходимо отрегулировать местоположение датчика движения.

Световые эффекты в данном случае могут быть разнообразны. Это и начальные подстветки и световые дорожки на лестницах, и большие люстры, которые могут зажигаться каскадом и гаснуть, постепенно уменьшая яркость.

Сценарии наружного освещения. В сценарии можно сгруппировать не только зоны домашнего освещения, но внешнее освещение на участке, причем в сценарии можно включать и фонтаны, и освещение альпийских горок и свет на заборе и всевозможные бегущие дорожки и пр. Все это может включаться с блока выключателей, пульта ДУ и от датчика движения. Если в систему включен датчик освещенности, то все это (или выборочно) будет работать только в темное время суток. Кроме того, часть освещения может автоматически включаться только если хозяин дома (т.е. когда система снята с охраны). Внешнее освещение очень эффективно использовать в случае проникновения на территорию чужих, тогда помимо реакции системы, соседи вовремя заметят сигнал и смогут принять соответствующие меры. Это может быть включение освещения в режиме мигания, или включение мощных прожекторов.

Сценарное управление. Это наиболее творческая функция, которая полностью зависит от фантазии владельца и способная поразить гостей и соседей. То освещение, которое надо включить в сценарии делятся на группы, которые могут включаться отдельно. Кроме этого, определяются кнопки и их местоположение в доме, которые будут включать те или иные сценарии. Под сценариями подразумевается возможность включения одновременно нескольких групп освещения и возможность перепрограммирования (переназначения) сценариев.

На рис. 74 дана таблица, в которой с экрана компьютера возможно назначать и переназначать сценарии. «+» в таблице имеет значение вкл., «-» — значение выкл.

Отсутствие «+» или «-» говорит о том, что данная кнопка не влияет на состояние данной группы освещения, т.е. если она была включена, то останется гореть, а если была выключена, то таковой и останется. Например, находясь в гостиной, включили кнопку 1, включилось напольное освещение и люстра 2, затем, выходя в прихожую, можете включить люстру каскад из трех уровней по отдельности или всю сразу, при этом автоматически погаснет свет в гостинной.

В сценарии может выключаться не только свет, но и различные электроприборы, включенные в так называемые «умные розетки». Это могут быть различные бытовые приборы, нагреватели и пр. Под кнопками в системе подразумеваются обычные выключатели (без фиксации) либо определенные кнопки на ДУ-пульте

Рис. 74. Назначение сценариев освещения

Управление климатом. Система обеспечивает общий алгоритм управления приточно-вытяжной вентиляцией, кондиционерами, котлами, системой обогрева. Плюсы интегрированного управления:

· Простой наглядный интерфейс управления для нескольких климатических систем

· Реализация режима энергосбережения

· Обеспечивается наглядность и информативность отображения сигналов неисправности

· Возможность передачи сигналов неисправности по SMS или телефону

· Автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат в разных зонах.

· Легкость управления в каждой зоне.

· Так, система позволяет управлять отоплением нескольких помещений. Например, в каждом помещении может быть задана своя недельная программа со своими температурными и временными установками. Это позволяет добиться оптимального управления отоплением квартиры или дома и дает экономию электроэнергии. Задание режима и температуры может осуществляться с пульта или экрана компьютера. Производя управление с компьютера, можно установить любую программу отопления. Эта система управления отоплением может применяться как с электрическим отоплением, так и другими видами отопления. Система позволяет включить и выключить все зоны отопления сразу, включить/выключить каждую зону в отдельности, а также задать в каждой зоне отопления свой температурный режим.

Управление системами отопления различных типов. Система позволяет эффективно контролировать отопление дома, поддерживать в доме или офисе заданную комфортную температуру.

Экономия затрат на отопление. Гибкий график задаваемых программ позволяет существенно экономить электроэнергию, отапливая помещение лишь тогда, когда это необходимо.

Принцип действия: система обрабатывает сигналы от подключённых датчиков и включает (выключает) подключённые источники тепла (электрические тёплые полы, ИК-панели, электрические конвекторы), в зависимости от значения текущей температуры, доводя тем самым температуру в помещении до заданной.

Датчики температуры и источники тепла подключаются к порту, который ведёт с ними обмен информацией (принимает сигналы от датчиков и включает или выключает источники тепла).

Охранная безопасность. Не все функции системы охраны необходимо интегрировать в общую систему. Например, не нужно снимать систему с охраны с различных пультов дистанционного управления – это не безопасно. Не нужно давать возможность управления системой охраны через INTERNET, так-так на любую надежную защиту сегодня, найдется хакер завтра. Главная задача системы безопасности – выполнение охранных функций. Но, несомненно, удобными являются следующие возможности:

· Возможность постановки системы на охрану при уходе из дома вместе с выключением освещения, бытовых приборов и переводом всех систем в режим энергосбережения.

· Возможность голосового подтверждения постановки – снятия и сообщения о незакрытых дверях или окнах.

· Возможность имитации присутствия людей при помощи освещения и аудиоаппаратуры.

· Возможность удаленного прослушивания помещений через встроенные микрофоны.

· Наглядный вывод на графический интерфейс индикации незакрытых дверей, команд постановки и снятия.

· Возможность на время сна ставить на охрану только периметр дома, без вывода сигнала тревоги на центр охраны.

· Сообщение о тревогах и неисправностях не только на центр охраны, но и отдельное сообщение на телефон владельца.

· Интеграция с системой видеонаблюдения для их оптимального взаимодействия.

Контроль проникновения в помещение. Позволяет контролировать внутренние помещения в доме или квартире. Получив сигнал о проникновении, система проинформирует о возникшей аварии, дозвонившись по телефонной линии и голосом сообщив о причине вызова, а также отправит тревожное SMS-сообщение, включит сирену и внешний световой сигнал, чтобы отпугнуть воров.

Датчики движения, которые включат аварийную сигнализацию в случае взлома в Ваше отсутствие, могут также установить внешний контроль проникновения, оставаясь внутри дома (квартиры), заблокировав при этом участок (или двери и окна). Теперь Вы не побоитесь оставить в доме одного ребёнка или пожилого человека, да и Вы сами будете спокойны, ложась спать и зная, что входная дверь (или весь первый этаж коттеджа) защищены от проникновения.

Периметральный контроль. Позволяет установить внешний контроль проникновения, оставаясь внутри дома (квартиры), заблокировав при этом участок (или двери и окна)

Имитация присутствия хозяев. При длительном отсутствии хозяев система по заданному графику будет включать свет, музыку, раздвигать шторы, создавая иллюзию присутствия хозяев.

Имитация присутствия животных. Данная функция отпугнет случайного вора, при нажатии на кнопку звонка в квартире раздастся грозный лай собаки.

Ограничение доступа. В системе предусмотрен 3-х уровневый доступ к управлению системой (условно хозяин, член семьи и гость), ограничивая круг лиц, полностью управляющих системой.

Пожарная безопасность. Пожарная сигнализация не нуждается в управлении в буквальном смысле. Но есть ряд автоматически выполняемых функций.

Интеграция адресных сигналов «пожар», «неисправность» в графический интерфейс. В случае возникновения этих проблем даст не только ускорение реакции, но и поможет спасти дом.

По сигналу «пожар» система автоматики должна обесточить электроприборы, отключить приточно-вытяжную вентиляцию, включить систему оповещения о пожаре, систему пожаротушения в гараже или котельной.

Система пожарной сигнализации должна интегрироваться в общую систему удаленного оповещения.

Домашний кинотеатр. Многоканальный, качественный звук, изображение большого размера, в специально подготовленном помещении создают потрясающий эффект.

Очень удобно иметь в помещении домашнего кинотеатра отдельный пульт ДУ для всей аппаратуры.

На пульт ДУ домашним кинотеатром желательно завести управление климатом и освещением в помещении ДК.

Не нужно полагаться только на одну сенсорную панель со всеми функциями, она как назло окажется в другой комнате, в то время когда она нужна здесь и сейчас.

Система фонового озвучивания. (Мультирум). Трансляция фонового звука и видео в несколько помещений (зон) от нескольких независимых источников. Как правило, обустройство мультирум системы продиктовано мыслями о расширении жилого пространства и избавления интерьера от физического размещения в каждой комнате аудио аппаратуры. Применение мультирум системы экономически выгодно при увеличении количества зон озвучивания свыше 4-х, и количестве источников от 4 шт. Цена оборудования мультирум системы зависит от в возможностей выбранного оборудования.

Звук может транслироваться через встроенную в стены и потолок акустику, или через акустические системы (полочные или напольные). Видеоизображение идет на телевизор или плазменную панель, находящуюся в соответствующей зоне.

Управление громкостью, тембром и источниками сигналов осуществляется или от пультов ДУ, или от настенных клавиатур.

Используя акустические системы мультирум системы можно включать оповещение о пожаре, сообщение о входящем звонке в домофон, или по телефону.

Используя клавиатуры или сенсорные панели с встроеным аудиоканалом можно, через мультирум систему организовать пейджинг и интерком. (Вызов и речевую связь с человеком, находящимся в другой зоне).

Для обеспечения одновременного прослушивания/просмотра нескольких независимых программ в разных зонах, должно быть соответствующее количество источников.

Телевидение, эфирное и спутниковое. В общую телевизионную сеть можно включить изображение с охранных видеокамер, домофона, на частотах свободных ТВ каналов. Функция автоматического вывода изображения с камер домофона на телевизор, при входящем звонке. Для обеспечения просмотра нескольких независимых программ спутникового вещания на разных телевизорах, должно быть соответствующее количество ресиверов.

Локальная сеть. В перспективе не просто средство соединения компьютеров в сеть, а среда, объединяющая весь комплекс системы управления. На стадии проектирования желательно закладывать избыточную кабельную сеть.

Телефония. Интеграция телефонной связи в систему управления позволяет расширить ее возможности, используя другие системы, (мультирум, контроль доступа).

Возможно, осуществлять автоматическую цифровую запись телефонных переговоров.

Телефоны могут быть использованы для открывания дверей и калиток, для разговоров через домофонную систему.

Водоподготовка и очистка воды. Уход за аквариумами, бассейнами, газонами. Эти системы, как правило, автономны, и желательно иметь индикацию и/или сообщение о необходимости обслуживания и состоянии неисправности.

Сигнализация о нарушении режима. Аквариум – сообщение об отсутствии напряжения, нарушении среды обитания.

Контроль качества воздуха – датчики газов вызывают или автоматическое включение вентиляции или сообщение о тревоге (в зависимости от концентрации).

Предотвращение протечки воды. Расположенные в местах возможной протечки воды (на полу под раковиной, ванной, стиральной машиной и проч.) датчики вовремя «обнаружат» протечку воды в системе водоснабжения или отопления. По сигналу от датчиков протечки воды система посредством электромагнитных клапанов перекрывает воду, производит дозвон о протечке, извещая хозяина и соответствующие службы по телефону голосом, SMS или по Internet. Получив сигнал от подключённых датчиков протечки система заблокирует подачу воды до устранения причин протечки и проинформирует о возникшей аварии, дозвонившись по телефонной линии и голосом сообщив о причине вызова, а также отправит тревожное SMS-сообщение. В случае протечки система заблокирует подачу воды электромагнитными клапанами либо отключит работу насоса.

Управление электроэнергией. Контроль электросетей. В современных домах, в особенности коттеджах, используется различное электрическое оборудование это – системы вентиляции, водоочистки в бассейнах, различные осветительные приборы, антиобледенительные системы для крыш и дорог. Всё это оборудование потребляет значительное количество электроэнергии. Системы могут дать возможность организовать систему приоритетов. Протестировав всё включенное в сеть оборудование и, обнаружив, что резерв исчерпывает свои возможности, она отключит прибор, которому был присвоен низший приоритет.

Контроль и управление системой газоснабжения. Контроль утечки газа предназначен для своевременного отключения подачи газа и информирования при возникновении данной аварийной ситуации, что позволяет снизить ущерб от возможного взрыва и возгорания помещения (дома) и как следствие – спасти жизнь людям. Расположенные в местах возможной утечки газа датчики подадут сигнал системе, которая включит сигнализацию, вентиляцию, и выключит электроэнергию, оставив только аварийное освещение. При возникновении аварии система проинформирует о возникшей аварии, дозвонившись по телефонной линии и голосом сообщив о причине вызова, а также отправит тревожное SMS-сообщение.

Контроль и управление всем домом. Настенный пульт (рис. 75) – основной пульт системы, позволяющий полноценно работать со всеми функциональными возможностями системы. Предназначен для ввода информации в систему и её отображения. При входе в умный дом с помощью него снимается система с охраны, а уходя из дома – устанавливается система на охрану. Можно просмотреть протокол сообщений о событиях, произошедших за отсутствие, ввести номера телефонов, по которым будет производиться дозвон в аварийных ситуациях и.т.д.

Управление через Интернет. Для управления и настройки дома из офиса, машины и т.д. программа системы позволяет с помощью электронной почты передавать необходимые команды (рис. 76). Для этого основная программа разделяется на два независимых модуля, один из которых находится в доме и ждет команд. Другой же находится вместе с человеком на рабочем компьютере.

Управление с компьютера (РС) (рис. 77). Дружественная для пользователя программа, работающая в среде операционной системы Windows, позволяет включать и выключать определённые режимы системы, а также производить настройки её работы, читать и выводить на печать протокол сообщений.

Рис. 75. Управление системой с настенного пульта

Рис. 76 . Управление через Интернет

Рис.77. Управление с компьютера