2 мая [Лекции]

Экологические аспекты концепции «Интеллектуальное здание»

Использование энергосберегающего оборудования, интеллектуальных систем управления и экологически чистых технологий поддержания комфортных условий в помещениях интеллектуального здания позволят:

• Создать безопасные для здоровья и экологически чистые условия работы сотрудников компании или, например, фирм-арендаторов помещений бизнес-центра;
• Снизить число заболеваний сотрудников за счет обеспечения тех климатических условий в помещениях (температура, влажность воздуха и освещенность рабочих мест), которые наиболее комфортны для их обитателей, поскольку BMS отслеживает привычки людей по каждому помещению в отдельности;
• Повысить престижность работы в компании, работающей в интеллектуальном здании, а также конкурентные преимущества для бизнес-центра по сравнению с другими центрами;
• Снизить расходы компании на восстановление работоспособности персонала, страховые выплаты и лечение заболеваний.

Представленная концепция интеллектуального здания может быть доработана под задачи и требования заказчика с учетом специфики здания и требований к работе инженерных систем с последующим выполнением эскизного проекта всех инженерно-технических систем здания, объединенных комплексной системой управления.

2 мая [Лекции]

Эксплуатационные аспекты концепции «Интеллектуальное здание»

Помимо значительного снижения численности персонала, обслуживающего инженерные системы здания, за счет максимальной автоматизации процессов управления и контроля работы систем жизнеобеспечения, владелец интеллектуального здания может рассчитывать на получение следующих выгод:

• Увеличится в 2 раза срок бесперебойной работы инженерных систем за счет автоматического поддержания оптимальных условий работы оборудования.
• При возникновении аварийных ситуаций операторы, осуществляющие контроль работы оборудования, будут иметь полную информацию о работе каждой системы и рекомендации BMS по выбору оптимального и наиболее безопасного выхода из ситуации. При этом большая часть задач будет решать автоматика здания.
• При появлении сбоев в работе оборудования BMS будет своевременно информировать службы эксплуатации, отвечающие за работу данного оборудования, а также главную службу эксплуатации и смежные подразделения. Иными словами, если оператор системы электроснабжения уснул на рабочем месте и BMS не видит его реакции на тревожные сообщения, то она отправляет тревогу главному диспетчеру.
• Расходы на техническое обслуживание оборудования и инженерных систем будут минимальными; поскольку мониторинг параметров всех систем осуществляется круглосуточно и при своевременном вызове сервисных бригад, случаи серьезного ремонта оборудования будут исключены.
• Все действия автоматики и операторов систем протоколируются BMS, поэтому вероятность возникновения ситуаций коллективной безответственности за остановку или сбой в работе оборудования близка к нулю.

2 мая [Лекции]

Экономические аспекты концепции «Интеллектуальное здание»

Применение системы управления зданием удорожает общую стоимость инженерии здания на 20-50 долларов США на 1 квадратный метр общей площади здания и зависит от размеров здания и технических требований к работе инженерных систем. Для зданий площадью 15 000 кв. м. и более удорожание составляет $20 на 1 кв. м. Для зданий с меньшей площадью эта цифра увеличивается. Все приведенные оценки сделаны без учета стоимости самого инженерного оборудования, которое использует открытые протоколы обмена данными и 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 и прокладку силовых кабелей, особенно в центральных частях города, где муниципальные власти ограничивают владельцев зданий в объемах энергопотребления;
• Сократить расходы на дорогостоящие ремонт и замену вышедшего из строя оборудования, продлить срок его службы за счет постоянного мониторинга параметров инженерных систем и своевременного проведения наладочных работ при выявлении отклонений параметров систем от нормы.
• Снизить на 20% ежемесячные коммунальные платежи (вода, тепло, кнализация, электроснабжение) за счет работы систем в наиболее экономном режиме и автоматического перевода инженерии здания из дневного в ночной режим работы (когда автоматически отключается освещение, кондиционеры, снижается температура отопительных батарей в комнатах, персонал которых покинул здание).
• Сократить в 3 раза расходы на службу эксплуатации, поскольку большинство систем будет работать в автоматическом режиме, что снижает расходы на ремонт или замену дорогостоящего оборудования, вышедшего из строя по причине халатности персонала или ошибок оператора.
• Исключить расходы на интеллектуальную надстройку систем здания при расширении числа инженерных систем и их модернизации за счет использования возможностей открытой архитектуры системы управления здания.
• Снизить заболеваемость сотрудников за счет создания комфортных условий для их работы и, как следствие, сократить расходы на реабилитацию сотрудников и страховые выплаты.

3 мая [Лекции]

Технические, экономические, эксплуатационные и экологические аспекты концепции интелллектуального здания

Учитывая тот факт, что доля стоимости систем жизнеобеспечения современного здания составляет в общей стоимости объекта от 30 до 50%, принципиальное и своевременное решение этого вопроса будет отражаться не только на стоимости здания в будущем, но и на текущих расходах по обслуживанию и ремонту систем здания, на размерах ежемесячных платежей за коммунальные услуги и степени комфорта работающих в здании людей.В сегодняшнее деловое здание устанавливают от 25 до 50 и более разнородных систем жизнеобеспечения, которые отличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципами работы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлические и т.д. 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, осуществляли между собой обмен данными и контролировались и управлялись из единой диспетчерской, главным звеном интеллектуального здания является система управления зданием (англ.: Building Management System – BMS).Система управления зданием, которую в России называют еще и системой автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания и 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.

Такая архитектура системы управления зданием позволяет:

• в автоматическом режиме управлять работой систем вентиляции, кондиционирования, отопления, освещения и др., обеспечивая в каждом помещении наиболее комфортные условия для персонала по температуре, влажности воздуха и освещенности;
• получать объективную информацию о работе и состоянии всех систем и своевременно сообщать диспетчерам о необходимости вызова специалистов по сервисному обслуживанию в случае отклонения параметров любой из систем от штатных показателей;
• контролируя максимально возможное число параметров оборудования, точек контроля в здании и показателей загруженности систем, перераспределять энергоресурсы между системами, обеспечивая их эффективное использование и экономию энергоресурсов;
• ввести оптимальный режим управления инженерным оборудованием с целью сокращения затрат на использование энергоресурсов, потребляемых инженерными системами здания (горячей и холодной воды, тепла, электроэнергии, чистого воздуха и т.д.);
• обеспечить централизованный контроль и управление при нештатных ситуациях:
• осуществлять своевременную локализацию аварийных ситуаций;
• оперативно принимать решения при аварийных и нештатных ситуациях (пожаре, затоплении, утечках воды, газа, несанкционированном доступе в охраняемые помещения);
• ввести объективный анализ работы оборудования, действий инженерных служб и подразделений охраны при нештатных ситуациях на основе информации автоматизированных баз данных, документирующих все принятые решения и многое другое.

Используя открытые протоколы обмена данными между различными системами здания, структурированные кабельные и LAN/WAN сети, сетевые контроллеры системы управления зданием позволяют создать инженерную инфраструктуру, которая имеет высокую степень открытости для наращивания и быстрой модернизации инженерных систем. В максимальной конфигурации система управления зданием сможет осуществлять централизованный мониторинг оборудования и управление следующими инженерно-техническими системами и комплексами:

1. Системы гарантированного и бесперебойного электроснабжения;
2. Система электрораспределения;
3. Системы освещения (комнатные, коридорные, фасадные и аварийные);
4. Система вентиляции;
5. Система отопления;
6. Система горячего и холодного водоснабжения;
7. Системы канализации и дренажные системы;
8. Система оперативной связи и видеоконференций;
9. Система воздухоподготовки, очистки и увлажнения;
10. Система холодоснабжения
11. Система кондиционирования и климат-контроля;
12. Система контроля загазованности;
13. Транспортные системы;
14. Системы учета и контроля расходования ресурсов;
15. Система охранно-пожарной сигнализации;
16. Система противопожарной защиты и пожаротушения;
17. Система охранного видеонаблюдения;
18. Система контроля и управления доступом;
19. Система управления паркингом;
20. Метереологическая система;
21. Система часофикации.                                                                                                                  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.Программное обеспечение BMS уже настроено на прием, обработку и систематизацию данных о работе различных инженерных систем. Оно имеет интерфейсы для работы с сетевыми контроллерами и интерфейсы отображения информации о работе каждой системы интеллектуального здания.

    
    

1 мая [Лекции]

Система пожаротушения

Интеллектуальная  технология построения систем защиты от пожара

на базе роботизированных комплексов пожаротушения

Способ получил название «Метод оптической решетки» и состоит в следующем: датчики разделяются на два множества – датчики, отвечающие за оси Х и У. Для каждого датчика задается его координата (как правило, 0,Х или 0,У). В случае если датчики (вне зависимости от принадлежности оси) определили состояние зоны «оптической решетки» как «пожар», то проводится аппроксимация показаний датчиков по каждому из измерений полиномом степени количества датчиков в измерении. В каждом измерении находят координату глобального максимума (0,Хмах или 0,Умах) – эти координаты определяют точку на плоскости P. Для обеспечения необходимой точности данная процедура выполняется до тех пор, пока k_раз подряд разность между Pi не будет превышать R (доверительный интервал). В этот момент находится Pср. Далее определяется угол поворота/наклона для исполнительных устройств (через разность координат Pср и Исп. Устр. по принципу прямоугольного треугольника). К полученным углам поворота и подъема добавляются (вычитается) D поворота и D наклона, получаются предельные углы поворота и наклона, которые передаются в контроллер управления стволом.

Рис. 1. Система обнаружения координаты пожара.

Подсистема обнаружения пожара построена на основе адресно_аналоговых датчиков теплового потока, расположенных в защищаемом помещении. Установка датчиков выполняется таким образом, что все защищаемое помещение делится на зоны одинаковой формы. Каждая зона имеет свои координаты, которые заложены в алгоритм тушения для каждой роботизированной установки пожаротушения. Опрос управляющим контрольно адресным модулем адресно_аналоговых датчиков теплового потока позволяет вести постоянный тепловой мониторинг защищаемого помещения. Алгоритм обнаружения определяется техническими требованиями к разработке программного обеспечения. В рамках поставленной цели решаются следующие задачи: классификация показаний датчика, выбор оптимального расстояния расстановки датчиков, определение значения теплового поля.Задача выбора оптимального расположения датчиков определяется как классическая задача оптимизации для заданной минимальной интенсивности об

наруживаемого очага, при критерии минимального количества датчиков, с учетом архитектурных особенностей объекта и решается индивидуально для каждого конкретного объекта на этапе проектирования системы.

Таким образом, данный способ обнаружения пожара позволяет:

– избежать постоянного механического сканирования ПР, тем самым увеличив надежность системы, срок службы ПР;

– сократить до долей секунды время обнаружения пожара;

– использовать ПР без подсистемы видеоконтроля;

– контролировать состояние помещения во время пожара;

– значительно сократить стоимость подсистемы обнаружения.

Еще один алгоритм пажарозащищенности – управление роботизированным комплексом пожаротушения. С точки зрения аппаратной реализации система должна отвечать двум основным требованиям: с одной стороны, она должна обладать быстродействием, достаточным для решения возлагаемого на нее комплекса задач в режиме реального времени, а с другой – должна отвечать типичным требованиям к системам пожаротушения, то есть быть надежной и простой в обслуживании. К требованиям программного обеспечения ПР относятся: возможности его

относительно быстрого изготовления и изменения, надежность и быстродействие, а также безотказность и безопасность.

В состав системы входят пожарная сигнализация, система пожаротушения и охлаждения конструкций на основе роботизированных пожарных стволов

Рисунок 2

Система должна включать следующие элементы:

– АРМ оператора;

– автоматическую установку пожарной сигнализации и определения координаты пожара;

– систему роботизированных установок пожаротушения;

– систему оповещения людей о пожаре;

– систему видеонаблюдения (опционально).

2.  .  РАБОТА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Управление системой роботизированных установок пожаротушения осуществляется с помощью прибора приемно_контрольного охранно_пожарного и управления путем получения необходимых параметров от системы раннего обнаружения и дальнейшего направления роботизированных стволов в очаг пожара и зоны охлаждения строительных конструкций. При переводе системы в ручной режим оператор имеет возможность дистанционно управлять роботизированными стволами, контролируя их положение на экране монитора, а также дополнительно посредством системы видеонаблюдения. Каждая из роботизированных установок пожаротушения имеет свою уникальную адресацию, что позволяет гибко управлять подсистемой подачи воды. При возникновении аварийной ситуации (тления, перегрева) или непосредственно возникновения горения алгоритмом работы системы предусмотрен запуск не менее двух роботизированных установок пожаротушения и производится автоматическая ориентация их в направлении очага пожара. При этом осуществляется дистанционное открытие запорного вентиля на данном стволе. Обе

роботизированные установки пожаротушения направляются в соответствии с принятым алгоритмом подачи воды, и при отсутствии реакции диспетчера на предупреждение о пожаре запускается автоматическая подача воды, учитывающая периодическое изменение направления стволов.

При этом система позволяет:

– избежать неэффективного расхода воды при тушении пожара;

– обеспечить в месте возникновения пожара необходимую интенсивность по_

дачи огнетушащего вещества;

– увеличить надежность средств пожарной защиты в целом, что достигается

обеспечением автономности и надежности работы с нескольких направлений

подачи воды в условиях пожара.