Inteligentny budynek (bms, system inteligentnego zarządzania budynkiem, inteligentny dom)
W dużym uproszczeniu Inteligentny budynek to obiekt budowlany wyposażony w grupę detektorów i czujników a także jeden, centralny system zarządzający wszelkimi mieszczącymi się na terenie obiektu instalacjami.
Informacje przychodzące z rozmaitych elementów wyposażenia systemu, sprawia że system reaguje na zjawiska zachodzące w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym, co zapewnia maksymalizację funkcjonalności, oraz komfortu a także bezpieczeństwa przy równoczesnym minimalizowaniu kosztów związanych z eksploatacją takiego systemu oraz jego ewentualną modernizacją w przyszłości.
Główne założenie jest takie aby system inteligentnego budynku nie wpływał negatywnie na osoby przebywające w jego środowisku.
W dużym uproszczeniu Inteligentny budynek to obiekt budowlany wyposażony w grupę detektorów i czujników a także jeden, centralny system zarządzający wszelkimi mieszczącymi się na terenie obiektu instalacjami.
Informacje przychodzące z rozmaitych elementów wyposażenia systemu, sprawia że system reaguje na zjawiska zachodzące w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym, co zapewnia maksymalizację funkcjonalności, oraz komfortu a także bezpieczeństwa przy równoczesnym minimalizowaniu kosztów związanych z eksploatacją takiego systemu oraz jego ewentualną modernizacją w przyszłości.
Główne założenie jest takie aby system inteligentnego budynku nie wpływał negatywnie na osoby przebywające w jego środowisku.
Historia powstania systemów
Koncepcja systemu inteligentnego zarządzania budynkami wywodzi się z lat siedemdziesiątych, i rozpoczęła się w USA
od zautomatyzowanych systemów kontrolujących produkcję, co początkowo było próbą zoptymalizowania środowiska w którym miały rozwijać się rośliny. Technologia i rozwiązania opracowane w 1980 roku, umożliwiły stworzenie systemów zarządzania budynkami również do aplikacji prywatnych, a w głównej mierze biurowych.
W przeciągu ostatnich kilku lat popularność systemów opartych o magistrale bardzo wzrosła. Nie jest to niczym nadzwyczajnym wobec postępu technologicznego i upowszechniania się nowoczesnych rozwiązań. Elastyczność systemu inteligentnego domu, pozwala uzyskać maksymalne poczucie komfortu i bezpieczeństwa naszego domu, lub ograniczyć koszta eksploatacyjne które ponosimy na co dzień.
Najpopularniejsze standardy wśród HMS i BMS
Normy :
– Międzynarodowa ISO/IEC14543-3
– Europejska CENELEC EN50090, CEN EN 13321-1 i 13321-2
– Chińska GB/Z 20965
– ANSI/ASHRAE 135 – Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji
Normy:
– Międzynarodowa ISO 16484-5
– ANSI/CEA-852
– CEN (europejska)
Normy:
– Europejska ISO/IEC 14908.1
– Amerykańska ANSI/EIA709.1, SEMI E56.6, IEEE 1493-L
– Chińska GB/Z 20177.1, GB/T 20299.4
– IEEE 1473-L – (sterowanie w kolejnictwie)
Obszar Zastosowań
Systemy zarządzania budynkiem (z ang. Building Management Systems, w skrócie BMS) przede wszystkim znajdują zastosowanie na obszarze budynków biurowych, oraz przemysłowych i w rozmaitych instytucjach.
Zasada działania tych systemów to integracja, monitorowanie, kontrola, optymalizacja pracy systemów, oraz przekazywanie raportów z takich elementów systemu jak:
– system sterowania oddymianiem pożarowym, realizacja scenariuszy pożarowych (np. otworzenie wszystkich zamków), sterowanie i monitorowanie klap przeciwpożarowych,
– systemy sterowania oświetleniem zewnętrznym i wewnętrznym w oparciu o obecność osób w pomieszczeniach a także z uwzględnieniem natężenia ruchu lub natężenia światła itp
– sieci teleinformatyczne,
– regulacja ogrzewaniem odrębnych pomieszczeń,
– sterowanie rolet, w zależności od odczytanych parametrów z czujników temperatury, wiatru, natężenia oświetlenia,
– zarządzanie filtracją, klimatyzacją, i wentylacją, w oparciu o wykładnik jakim jest parametr jakości powietrza (ilość dwutlenku węgla w powietrzu lub wilgotność),
– ochrona mienia,
– obsługa systemów audiowizualnych, video, funkcje follow-me
– sterowanie HVAC – ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja,
– symulacja obecności mieszkańców, sterowanie czasowe (ogrzewanie obniżane w nocy),
– sterowanie klimatyzatorami typu split, niedopuszczenie do sytuacji, w której grzejniki grzeją, a klimatyzacja funkcjonuje,z równoczesnym powiązaniem z monitoringiem otwarcia okien,
– systemy audiowizualne,
– systemy nagłośnienia,
– system alarmowy oraz system monitoringu, sygnalizacja włamania i napadu,,
– system sygnalizacji pożaru, tryskaczówka,,
– optymalizacja punktu pracy kotła ciepła, dostarczanie mu bierzących pomiarów z poszczególnych pomieszczeń,
monitoring zużycia energii elektycznej, cieplnej. Diagramy, zdalne rozliczanie najemców,
– system kontroli ruchu osobowego, kontroli dostępu, czytniki linii papilarnych, szyfrator, czytniki kart magnetycznych,,
– system zasilania UPS, agregaty prądotwórcze, napięcie gwarantowane,,
– stacja pogodowa, system analizy pogody
– obsługa urządzeń systemu audio-wizualnego, video i innych codziennego użytku,
– system złożonej personalizacji zadań
– systemy kontroli dostępu i organizacji ruchu osobowego
– sterowanie ogrzewaniem, powiązanie central wentylacyjnych, rekuperatorów, pomp ciepła i innych we wspólny system,
– sterowanie sauną,
System sterowania ogrzewaniem
W najprostszej aplikacji realizowany poprzez reakcję systemu na znaczny spadek temperatury w danym monitorowanym pomieszczeniu. W tej aplikacji reakcja systemu polega na podniesieniu temperatury powietrza tylko w tym konkretni monitorowanym przez system pomieszczeniu. Działanie może być również odwrotne, gdy w przypadku zbyt dużego wzrostu temperatury system podejmie działania mające za zadanie obniżyć ją do zadanej wartości.
Symulacja obecności
Jedną z bardzo popularnych funkcji wykorzystania systemów bms jest symulowanie obecności które polega na prostym sterowaniu światła w trybie on/off
w konkretnie ustalonych pomieszczeniach. Zamiast sterowania światłem można również odtwarzać muzykę. Duże, złożone systemy wykorzystują większość
powiązanych z nimi logicznie urządzeń, jak chociażby kino domowe, telefon, telewizor, lub też całe podsystemy. Zintegrowane systemy pogodowe mogą być wykorzystywane
w takim rozwiązaniu np. jako symulacja obecności poprzez uchylanie okien. Symulacje te mają za zadanie zapobiec kradzieżom i ewentualnym włamaniom do obiektu inwestora.
Systemy alarmowe i systemy monitoringu
Dzięki integracji czujników i szerokiej palety detektorów ruchu, możliwa jest błyskawiczna reakcja na ewentualne próby włamania,
Wybicie szyby, nieupoważnione przekroczenie wyznaczonego obszaru czy wtargnięcie intruza przez otwarte okno. Przykładem reakcji systemu może być
automatyczne informowanie służb policji, straży pożarnej lub agencji ochrony, uruchomienie sygnalizatorów akustyczno-optycznych w celu wystraszenia włamywacza i zwrócenia uwagi
przypadkowych przechodniów. Wszystkie te zdarzenia odbywają się równolegle do pracy system monitoringu złożonego z kamer i rozmaitych detektorów, czujników. System rejestruje wydarzenia mające miejsce w budynku, i na terenie jego posesji,co czynnie wspomaga system sygnalizacji włamania i napadu (system alarmowy).
System detekcji pożaru – przeciwpożarowy
Rola tego podsystemu to czynne i aktywne zabezpieczanie obiektu i osób w nim przebywających w przypadku wybuchu pożaru. System stanowią dwa bloki: sieć czujników detekcji i wykrywania
dymu lub temperatury oraz instalacji gaszeniowej. Współpraca tych bloków decyduje o skuteczności walki z pożarem. Zasada działania polega na
szybkiej detekcji miejsca inicjacji pożaru i uruchomieniu w jego obszarze automatyki urządzeń systemu gaszenia. Zapobiega to rozszerzeniu się pożaru na sąsiednie pomieszczenia.
Silny wybuchu może taki system uszkodzić. Nie może to jednak wpływać na jego pracę w pomieszczeniach,
gdzie wybuch nie wyrządził większych strat.
System kontroli ruchu osobowego i dostępu do pomieszczeń
Główne miejsce zastosowań to biurowce i rozmaite instytucje. Występuje w postaci złożonych systemów personalizacji, lub prostych systemów
opartych o czytniki kart z nośnikiem magnetycznym, lub chipowym. W pierwszym przypadku, czyli w złożonych systemach personalizacji sprawa wygląda dość prosto,
przykładowo, gdy do danego pomieszczenia ma dostęp osoba zarządzająca obiektem, system weryfikacji osób poinformuje system
KD o tym kim jest użytkownik próbujący otworzyć drzwi. Jeśli jest to użytkownik z poza grupy osób zweryfikowanych w systemie, nie posiadający odpowiednich uprawnień, to nie zostaną rozblokowane drzwi. Drugi rozważany przypadek systemu – w oparciu o informacje zawarte w pastylce zbliżeniowej lub na karcie użytkownika, system zweryfikuje daną osobę i zdecyduje czy powinna ona uzyskać dostęp do danej strefy lub pomieszczenia. W przypadku gdy dana osoba ma uprawnienia, system rozblokuje przejście.
System pogodowy (stacja pogodowa)
System bms można dodatkowo wyposażyć w czujniki rejestrujące pogodę których zadaniem może być podjęcie decyzji o konieczności zamknięcia okien w przypadku opadów atmosferycznych, lub podjęcie decyzji o przejściu systemu na swoje własne niezależne zasilanie z powodu zagrożenia możliwymi przepięciami spowodowanymi burzą.
Sterowanie ogrzewaniem w oparciu o krzywą grzewczą przy równoczesnym pomiarze temperatury zewnętrznej która ma bezpośredni wpływ na regulację poziomu grzania
grzejników). Sterowanie natężeniem oświetlenia na podstawie pomiaru wartości luksów panujących we wnętrzu budynku).
W przypadku większej grupy popularnych systemów istnieje możliwość dołączenia za pośrednictem modułów wejść analogowych standardowych
czujników dostępnych w większości hipermarketów, których wewnętrzne dane przetwarzane są na zmienne zrozumiałe dla systemu bms.
Złożone systemy indywidualnej personalizacji
BMS, aby zasłużyć na określenie Inteligentnego systemu, powinien mieć możliwość dostosowywania się indywidualnie do swoich użytkowników.
Taka personalizacja odbywa się przy pomocą podsystemów inteligentnego uczenia się lub bezpośrednio zaprogramowanej przez twórcę logiki systemu
uwzgędniającej wymagania konkretnej osoby. W najprostszym przykładzie, jeśli system uzna np. na podstawie danych z detektora ruchu,
że użytkownik zasnął w danym pomieszczeniu (brak ruchu w pomieszczeniu), wyłączy światło. Inny scenariusz może być potrzebny dla innego użytkownika, który spi z reguły
przy zapalonym świetle. System zostawi wówczas zapalone światło lub lekko je przyciemni. Nieliczne systemy inteligentnego
budynku mogą personalizować swoje reakcje, ponieważ wiąże się to z integracją bardzo skomplikowanego, i równie drogiego w instalacji,
nowoczesnego systemu monitoringu opartego o kamery z analityką obrazu i funkcją rozpoznawania twarzy.
