Фарекс

26 декабря в информационно-аналитическом журнале "СтройОбзор" была опубликована 2-я часть статьи директора ООО "Фарэкс" Волобуева Е.Е. "Современные системы управления зданиями"

Оригинал статьи можно посмотреть здесь.

Текст статьи:

Современные системы управления зданиями

Е.Е.Волобуев, директор инжиниринговой компании "ФАРЭКС".

 

В этом номере мы продолжаем разговор о современных системах управления зданиями (автоматизации и диспетчеризации).

Основные функции системы управления зданием

Сначала приведем перечень основных инженерных систем, которые находятся под контролем и управлением. Как правило, это:

• вентиляция;
• кондиционирование;
• холодоснабжение (чиллеры, гидромодули);
• отопление и горячее водоснабжение (тепловые пункты, котельные);
• хозяйственно-питьевое водоснабжение (насосные станции);
• электроснабжение (резервное, бесперебойное, гарантированное);
• электроосвещение (рабочее, аварийное, наружное, рекламное);
• канализация (в т.ч. дренажные приямки);
• газоснабжение;
• лифты, эскалаторы, травалаторы;
• противодымная защита (вентиляторы дымоудаления и подпора воздуха, противопожарные клапаны);
• контроль затопления и загазованности.

К этому перечню также можно добавить другие инженерные системы в зависимости от конкретного объекта, например водоподготовка для бассейнов, подготовка льда и контроль состояния ледовых полей катков, фонтаны, снегостаивание и т.д.

Учет расхода ресурсов и энергоносителей

Сбор, учет, анализ и обработка данных со счетчиков электроэнергии, тепла, газа, воды и других ресурсов.

 Управление энергопотреблением

Благодаря автоматизированному учету и анализу особенностей энергопотребления в здании можно прогнозировать расходы электроэнергии и теплоносителей и выбирать оптимальные режимы энергопотребления.

Автоматическое перераспределение и ограничение общего потребления энергии за счет периодического отключения нагрузок с учетом приоритетов и по расписанию.

Управление наружным и внутренним освещением в зависимости от уровня освещенности, вентиляцией в зависимости от потребности в воздухе (от количества людей в помещении или автомобилей в подземном паркинге).

Управление тревожными сообщениями

 Одной из наиболее важных функций системы управления зданием является немедленное оповещение диспетчера и других заинтересованных пользователей в случае аварий в инженерных системах, отклонениях в работе и неисправностях оборудования, включая контроллеры, а также определение причин аварий.

В момент возникновения аварийной ситуации внимание диспетчера привлекается звуковым и визуальным сигналом. Инструкции корректирующих воздействий появляются на мониторе автоматически.

Архивирование данных и генерирование отчетов

Система архивирует базы данных о состоянии всех точек контроля и управления и позволяет получать необходимые объективные данные о работе инженерных систем, как в реальном времени, так и за любой выбранный период (час, смена, сутки, месяц и т.д.) путем автоматического составления аналитических ретроспективных отчетов. Архивируется журнал событий и ошибок, а также все действия диспетчера в системе.

Анализ трендов

Функция тренда позволяет построить графики изменения параметров и режимов работы инженерных систем во времени. Применение трендов облегчает контроль, техническое обслуживание и отладку оборудования.

Расписание работы инженерных систем

Составление временных программ работы оборудования по расписанию.

Разграничение прав доступа

Доступ к информации и управлению системой авторизован. Существует несколько уровней доступа (от 3 до 7 в зависимости от конкретной системы, реально достаточно - 4-5). Нижний уровень - основные действия с системой, включающие только просмотр, верхний - максимально расширенные настройки системы.

Управление техобслуживанием оборудования

Система архивирует часы наработки технологического оборудования,  напоминает о необходимости проведения регламентных работ, а также контролирует критические параметры оборудования и качество сервисных работ (например, чистку фильтров вентустановок по контролю перепаду давления).

Удобный интерфейс для пользователей

В распоряжении диспетчера и других пользователей - интуитивно понятный интерфейс привычного монитора компьютера с Windows, на котором отображается вся необходимая текущая информация. Наглядность работы облегчает использование систем и снижает требования к квалификации персонала. Процесс обучения занимает от двух до четырех недель (в зависимости от сложности структуры комплекса).

Возможна двойная навигация: по отдельным инженерным системам и по зонам здания. Предусмотрен набор стандартных реакций и инструкций в случае возникновения нештатных ситуаций.

Распределенная архитектура  позволяет подключать неограниченное количество рабочих мест.

Удаленный доступ

Система имеет возможность защищенного доступа через Интернет для удаленной диагностики инженерных систем территориально распределенных объектов и для дистанционной работы сервисной обслуживающей организации.

Состав (топология) системы

Система управления зданием - это программно - аппаратный комплекс, в составе которого можно выделить три основных уровня:

Нижний - полевой уровень - датчики и исполнительные устройства (приводы, клапаны) установленные в точках измерения параметров и управления технологическим оборудованием (вентустановкой, центральным кондиционером, холодильной машиной, фанкойлом, насосной станцией и т.д.)

Средний - уровень автоматизации - контроллеры, которые принимают информацию от датчиков о параметрах и режимах работы инженерных систем и выдают сигналы управления на исполнительные устройства. Контроллеры способны автономно функционировать в случае потери связи или отказа устройств верхнего уровня.

Верхний -  уровень управления (административный) - серверы обработки и накопления данных, автоматизированные рабочие места операторов. После того, как информация от датчиков и исполнительных устройств поступает на соответствующие контроллеры, она обрабатывается ими и передается в диспетчерскую, где она накапливается, а наиболее важная информация отображается на мониторе диспетчера.

В последнее время для дистанционного контроля стал использоваться еще один, четвертый уровень - сервисный. Он применяется для удаленной диагностики через Интернет инженерных систем территориально распределенных объектов и для дистанционной работы сервисной обслуживающей организации.

Протоколы обмена данными

Для обмена данных между устройствами в сети используются специальные коммуникационные протоколы. Ранее каждый производитель использовал только свой, несовместимый с чужим оборудованием, закрытый протокол. Тенденция сегодняшнего дня - переход от закрытых протоколов к открытым с целью обеспечения совместимости оборудования различных производителей и его интеграции в единую систему управления зданием.

Основные открытые протоколы обмена данными:

BACnet (Building Automation Control network) - коммуникационный протокол для автоматизации зданий, разработанный ассоциацией ASHRAE, получивший статус всемирного стандарта ISO 16484-5 в октябре 2003 года. Обеспечивает максимальный уровень автоматизации с минимальным вмешательством пользователя и поддерживает современные сети: Ethernet, RS-485, LonTalk и point-to-point соединения. В основном используется для уровня управления.

Технология LonWorks, разработанная американской корпорацией Echelon в 1986 году, стала стандартом де-факто для полевого уровня и уровня автоматизации. В основе лежит концепция реализации систем управления при помощи "распределенного интеллекта" - управляющей сети LON(Local Operating Network), которая имеет минимальное количество уровней иерархии, и в которой нет необходимости в центральном управляющем устройстве. В случае отказа центрального устройства или части сети, контроллеры продолжают работать в автономном режиме, а при восстановлении работоспособности сети восстанавливают данные за время аварии. Протокол обмена данными - LonTalk.

KNX/EIB - коммуникационный протокол Европейской инсталляционной шины, используемый в основном европейскими производителями.

Стоимость и срок окупаемости системы

Стоимость системы управления зданием зависит от глубины автоматизации и диспетчеризации (количества точек контроля и управления инженерных систем). Она составляет для здания площадью от 5 тыс. кв. м $5 - $30 за 1 кв. м. при диспетчеризации без комнатного управления микроклиматом и освещением и $50 - $200 за 1 кв. м при диспетчеризации, включающей комнатное управление.

Стоимость управления зданием при помощи централизованной системы управления в пересчете на 1 кв. м.  площади уменьшается с увеличением размера объекта, а при управлении "вручную" прямо пропорционально растет.

Зависимость предполагаемых затрат и доходов для двух вариантов: с системой управления (диспетчеризации) и без системы, а также анализ эффективности проектов можно увидеть на графике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Срок окупаемости системы управления зависит от конкретного объекта и состава диспетчеризируемых инженерных систем и обычно находится в пределах 2-5 лет с момента инвестиций в оборудование диспетчеризации и 1,5 - 3 года с момента ввода объекта в эксплуатацию.

Чтобы оценить выгоду от внедрения систем диспетчеризации, нужно также оценить реальный возможный ущерб от аварий, которые могут быть вовремя обнаружены или предотвращены. При этом необходимо учитывать потери от простоя производств или срыва работы офисов, стоимость и сроки возможных ремонтных работ.

Порядок проектирования и внедрения

Сначала сопоставляются желания Заказчика, приемлемый набор сервисов на объекте и целесообразность глубины автоматизации.

Из списка отбираются системы, подлежащие диспетчеризации. Необходимо помнить, что максимальная эффективность достигается только при создании комплексной системы.

Далее следует совместное с Заказчиком составление задания на проектирование и его согласование. Для каждой инженерной системы формируется список сигналов контроля и управления и определяется модульный состав системы диспетчеризации.

Рекомендуется использовать надежное оборудование и программное обеспечение ведущих производителей, на котором успешно работают тысячи объектов по всему миру, в том числе на Украине. Тройка лидеров в алфавитном порядке: Honeywell, Johnson Controls, Siemens.

Затем осуществляется проектирование и последующее внедрение системы компанией-интегратором. Очень важный и ответственный этап - пуско-наладка и программирование элементов системы.

Желательно предусмотреть запас на дальнейшее расширение системы, поскольку зачастую у Заказчика уже на первом году эксплуатации появляются непредусмотренные ранее задачи. Расширение без предусмотренного заранее запаса возможно, но более затратно.

Состояние рынка систем управления зданиями

Сегодня в Украине системы управления зданиями начинают вызывать большой интерес. Постепенно заказчики начинают понимать, что они необходимы как средство обеспечения эффективности эксплуатации, безопасности, комфорта и как следствие повышения конкурентоспособности и инвестиционной привлекательности объекта, так как рынок недвижимости начинает стабилизироваться и переходить от рынка продавца и арендодателя к рынку покупателя и арендатора.

Основные причины, сдерживающие развитие рынка:

• строительством и эксплуатацией здания обычно занимаются разные организации;
• относительно дешевые энергоресурcы и труд персонала;
• слабая информированность конечных пользователей о преимуществах систем управления зданиями;
• недостаток информации у архитекторов и проектировщиков.

Положение постепенно изменяется в лучшую сторону. Принимается госстандарт (ДСТУ) "Инженерное оборудование зданий и сооружений. Руководство по проектированию, монтажу и эксплуатации автоматизированных систем мониторинга и управления зданиями и сооружениями", на основании которого будут разработаны государственные строительные нормы (ДБН), обязательные для применения всеми участниками рынка.

Самой достоверной информацией о преимуществах систем управления зданием, безусловно, обладают заказчики, которые уже ими пользуются. Среди них - ТРК "МОСТ-Сити Центр" площадью около 120 000 кв.м. в  Днепропетровске, входящий в тройку лучших многофункциональных комплексов на Украине на сегодняшний день, по версии журнала Building Business.

По словам А.Ю.Жеребцова, главного инженера ТРК, система диспетчеризации обеспечивает результат, который помогает компании сделать бизнес более прибыльным за счет сокращения эксплуатационных расходов, уменьшения потребления энергии, а также повышения производительности и безопасности. На объекте диспетчеризированы основные инженерные системы, а также ведется учет потребления энергоносителей арендаторами комплекса. Кроме того, система диспетчеризации контролирует и управляет инженерными системами соседних объектов: ТДК "Призма" (14 этажей площадью 7619 кв.м.), "МОСТ-Бизнес Центр" (12 этажей площадью 14 000 кв.м.).

Система дает возможность службе эксплуатации ТРК контролировать и управлять огромным количеством информации, быстро и качественно реагировать на аварийные ситуации.

Количество объектов на Украине, оснащенных системами управления здания, растет на 20-25% ежегодно, причем если раньше это были объекты в Киеве, то сейчас появляются интересные региональные проекты. Появление в Украине объектов недвижимости, полностью отвечающим международным стандартам, будет способствовать скорейшей интеграции нашей страны в мировое экономическое сообщество.

Инжиниринговая компания "ФАРЭКС": 759- 0000, 757- 47- 00.