Интеллектуальное здание: заметки практика

Комания СпецЭлектронМонтаж приняла участие в Международном Строительном Форуме «ИнтерСтройЭкспо 2004», проходившем с 20 по 24 апреля в выставочном комплексе Ленэкспо. Было представлено оборудование для построения систем интеллектуального здания. Был представлен действующий образец полного комплекта оборудования, включающий в себя щит автоматики с контроллерами, датчики, и диспетчерский пост с необходимым программным и аппаратным обеспечением.
На проходившей в рамках форума конференции «Проблемы энергоснабжения и энергосбережения в Санкт-Петербурге и Ленинградской области и пути их решения» начальник отдела систем комплексной автоматизации Сергей Терентьев сделал доклад на тему «Системы комплексной автоматизации и диспетчеризации инженерных систем здания».

Мир строительства и недвижимости N3 2004

 

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ЗДАНИЕ: ЗАМЕТКИ ПРАКТИКА

Компания, в которой мы работаем занимается практической реализацией систем безопасности и жизнеобеспечения зданий. Базируясь на этом опыте, попробуем сказать несколько слов об особенностях и перспективах «проекта интеллектуальное здание» в сегодняшних российских условиях.

Прежде всего, заметим, что составляющая концепции ИЗ, связанная с экологией и экономией природных ресурсов (и энергии в том числе) для российских заказчиков, скажем мягко, – не приоритетна. Это в Хельсинки, на входе в здание крупнейшего бизнес-центра, оборудованного подобными «интеллектуальными» системами, установлено информационное табло, которое отображает количество сэкономленных энергоресурсов, пересчитанное в эквивалентное количество кубометров леса. В России, при существующих, значительно более низких, чем в других странах, ценах на энергоносители преимущество в виде экономии энергоресурсов, полученное от интеллектуализации здания, с трудом ощущается заказчиками. Другой причиной столь низкой чувствительности к экономии энергии является долгосрочность эффекта: при достаточно высоких исходных затратах, прибыль от экономии появится лишь годы спустя. Российские бизнесмены еще не научились включать такую прибыль в сегодняшнюю стоимость объекта т.е. капитализировать ее. Нет у нас (в отличие от той же Финляндии) и государственных программ, обязывающих применять те или иные способы энергосбережения.

Таким образом, энеросберегающий аспект интеллектуального здания будет в России рассматриваться практически лишь теми заказчиками, для которых он является частью корпоративного стандарта – т.е. российскими филиалами иностранных и международных корпораций. Впрочем, и таких заказчиков теперь не так уж мало.

Остаются составляющие концепции ИЗ, связанные с единством управления зданием и существенным расширением сервисных функций и гарантий. Спрос на них в России достаточно ощутим и расширяется день ото дня – тем не менее, следует иметь в виду определенные препятствия организационного и нормативного характера, возникающие на пути реализации концепции ИЗ и требующие заметных усилий от заказчиков и исполнителей. Дело в том, что традиционные системы безопасности подразумевали практически полную независимость дежурных служб – пожарных, охранных, энергетических, сантехнических и т.д. Концепция ИЗ предусматривает, по сути, единый информационный канал и, как следствие, в той или иной степени – перекрестный доступ одних служб к информации служб других. А это требует более высокого уровня культуры координации действий, разделения ответственности и разрешения возможных конфликтов. И более высокого уровня взаимного доверия.

Тем самым, ИЗ превращается в бессмысленную дорогую игрушку если техническая сторона не дополнена соответствующей нормативной и гуманитарной. По этой же причине, на практике часты изъятия из единого комплекса ИЗ тех или иных подсистем, реализуемых автономно по традиционной схеме.

 

С точки зрения техники, на сегодняшний день есть достаточно много способов реализации задач комплексной автоматизации и диспетчеризации. Существует несколько технологий создания подобных систем. Можно отметить два основных направления – системы, построенные на базе оборудования какого-либо одного производителя, использующего собственные протоколы обмена, линии связи, внутренние стандарты, программное обеспечение, и, как правило, не стыкующиеся с оборудованием сторонних производителей. Существуют и так называемые «открытые» технологии, допускающие использование оборудования разных производителей. Проанализировав все возможные варианты, мы остановили свой выбор на открытой технологии LON Works. В основе технологии LON Works лежит концепция реализации систем управления при помощи «распределенного интеллекта» — управляющей сети (Local Operating Networks — LON), которая имеет минимальное количество уровней иерархии, и в которой нет явно выраженного центрального решающего устройства. Процессы управления распределяются среди узлов сети, между которыми осуществляются коммуникационные взаимодействия. Разработчиком данной технологии является компания Echelon (США), впервые она была представлена в начале 90-х годов. В сферу деятельности компании Echelon входит разработка ПО и инфраструктурная поддержка технологии. Производством LON-совместимого оборудования во всем мире занимаются несколько сотен компаний. Такая стратегия определила бурное развитие этой технологии во всем мире. В Финляндии она принята как государственный стандарт, большая часть зданий США проектируется с учетом ее особенностей. Конкуренция среди производителей оборудования определяет высокое качество техники, богатые и продуманные функциональные возможности, а также достаточно низкий уровень цен. Выигрывают от этого все – конечный пользователь (заказчик) получает продукт, максимально удовлетворяющий его требованиям за умеренную цену. Нам как системным интеграторам удобно работать с данной технологией, поскольку мы можем работать именно с тем поставщиком, с которым нам комфортнее работать, вся техническая информация и документация доступна и стандартизована, что минимизирует для нас сложности и затраты с освоением, проектированием, монтажом, наладкой и обслуживанием системы.

Основным партнером – производителем данной техники для нас является финская компания Lonix. Она выпускает линейку контроллеров, позволяющих решить любую задачу по созданию системы диспетчеризации и автоматизации. Lonix предлагает полное, интегрированное решение управления инженерными системами зданий. Суть решения фирмы Lonix — применение  модулей автоматики, включающих в себя необходимую для осуществления управления инженерными системами здания функциональность.  Стандартные модули небольших размеров легко размещаются в любом месте, и решение может включить в себя любое количество модулей, от одного до тысяч. Модули позволяют создать конкурентоспособное решение для управления освещением, системами вентиляции, отопления, водоснабжения, а также учета потребления ресурсов и контроля аварийных ситуаций.

Все сказанное можно рассматривать как преамбулу к нижеприведенному описанию реализованной нами системы, в значительной степени соответствующей концепции ИЗ. Перед нами была поставлена задача построить комплексную систему диспетчеризации крупного офисного здания. Во время посещения одной из строительных выставок, проходивших в г.Хельсинки (Финляндия) нам была продемонстрирована система комплексной автоматизации и диспетчеризации крупного бизнес-центра. Вся система была построена на оборудовании фирмы Lonix. После этой командировки было принято решение об открытии нового направления в деятельности компании. Были построены отношения с компанией Lonix, сотрудники нашей фирмы дважды проходили там обучение. Первым объектом, на котором нам удалось внедрить подобную систему стало здание ПербургРегионГаза. Работы начались несколько лет назад с монтажа систем телевизионного наблюдения и структурированной кабельной сети (СКС). Затем была внедрена система на базе оборудования Lonix.

Ей охвачены такие инженерные сети, как:

  • Вентиляция и кондиционирование;
  • Энергоснабжение и электрооборудование;
  • Водоснабжение и канализация;
  • Отопление;
  • Лифтовое оборудование;
  • Подсветка здания

Система предназначена для оперативного автоматизированного контроля, управления инженерными системами, протоколирования информации. В распоряжении оператора – интуитивно понятный интерфейс, на котором отображается вся необходимая текущая информация, вплоть до показаний различных датчиков. Предусмотрен аппарат стандартных реакций в случае возникновения каких-либо нештатных ситуаций, а также возможность протоколирования и архивирования информации. На сегодняшний день работы по запуску и наладке системы завершены. Вопреки известной поговорке, первый блин не вышел комом, но, разумеется, пришлось столкнуться с рядом новых для нас проблем. Возникшие сложности можно разделить на две группы – организационные и технические. Организационные сложности связаны прежде всего с тем, что пришлось иметь дело с большим числом субподрядчиков (более 10), каждый из которых отвечал за свою инженерную систему и говорил на своем «отраслевом языке». И идея создания общей системы диспетчеризации далеко не всегда была встречена ими с энтузиазмом. От каждого из них нужно было получить информацию о выходных сигналах для контроля каждой из систем, а также информацию о сигналах управления. Для этого была составлена «спецификация сигналов управления и взаимодействия автоматизированной системы диспетчеризации». В этой спецификации указаны все охваченные системы, наименования и тип оборудования, место расположения, тип подключения, сигналы управления и сигнализации. Данная спецификация была согласована и утверждена заказчиком и субподрядчиками. Например, для лифтового оборудования OTIS использовались только три сигнала контроля – авария, номер этажа, на котором находится кабина и положение дверей (открыты/закрыты). Для вентмашин таких сигналов значительно больше. После согласования спецификации сигналов было определено необходимое количество и тип контроллеров, которые осуществляют съем информации с датчиков и управление исполнительными механизмами. Всего на данный момент на объекте установлено около 40 контроллеров Lonix. Заметим, что некоторые полезные и логичные функции, которые могли быть реализованы с использованием технологии LON (как, впрочем и с помощью других средств), на данном объекте использованы не были из-за несовершенства нормативной документации, регламентирующей работу той или иной системы. Возник также вопрос распределения ответственности. Когда все системы независимы друг от друга и у каждой есть свой «хозяин» — все ясно. Сломалась вентмашина – заказчик решает вопрос с компанией, которая обслуживает эту систему. Но если эта вентмашина включена в общую систему автоматизации и диспетчеризации – возникает вопрос – кто будет отвечать в случае ее поломки. Все эти тонкие моменты были проговорены и прописаны с субподрядчиками и заказчиком.

Технические сложности, связанные в первую очередь с освоением новой техники, были успешно преодолены. Однако при этом мы убедились, что инженерных специалистов, способных качественно решать вышеперечисленные задачи интеграции разнородных систем сегодня в Санкт-Петербурге единицы. Таким образом, наличие штата собственных высококвалифицированных инженеров, имеющих опыт практической реализации таких задач является для компании очень весомым преимуществом перед конкурентами.

Что дало внедрение данной системы заказчику?

  1. Экономия человеческих ресурсов. Внедрение данной системы позволило значительно сократить количество обслуживающего персонала. (А значит, помимо прочего, снизить риск недобросовестного поведения персонала).
  2. Оперативный контроль оборудования. Например, засорился фильтр вентиляционной машины – это сразу отображается на диспетчерском пульте. Иначе можно месяцами не знать, что фильтр засорился, пока обслуживающий персонал не подойдет к самой машине и не увидит горящую красную лампочку. К слову сказать, на данном объекте установлено порядка 20 вентиляционных машин. Они были смонтированы несколькими месяцами ранее, чем система диспетчеризации, и сразу после запуска нашей системы пришли сигналы аварии с двух машин – фильтры оказались уже засоренными, хотя раньше об этом никто не знал.
  3. Предупреждение аварий, на ликвидацию которых могут уйти значительные средства. Например, при превышении уровня воды в дренажном приемнике может произойти затопление подвала. Этой ситуации можно избежать, установив в дренажном приемнике датчик уровня воды.
  4. Экономия энергоресурсов. Например, только лишь благодаря введению специального алгоритма включения подсветки здания заказчик экономит в год до одного миллиона рублей на электроэнергии.

 

Пожалуй, наши итоговые впечатления от реализации проекта можно обобщить следующим образом: внедренная система позволила выйти на качественно иной уровень управляемости здания, добиться принципиально иного видения проблемы жизнеобеспечения объекта недвижимости. Это несомненный культурный прорыв, совершив который, психологически довольно трудно возвращаться к традиционным схемам.

КОБЫЛКИН СЕРГЕЙ, ТЕРЕНТЬЕВ СЕРГЕЙ

Пример решения в Санкт-Петербурге.

В 2003 г. Санкт-Петербургской компанией СпецЭлектронМонтаж была создана автоматизированная система диспетчеризации инженерных систем для офисного здания петербургского филиала Межрегионгаз» (Газпром) компании «Петербургрегионгаз«.

Здание находится в историческом центре г. Санкт-Петербурга и является памятником архитектуры XIX века, поэтому оснащение его современными инженерными системами являлось особенно трудновыполнимой задачей. Инженерные системы, интегрированные под центральной диспетчерской системой: системы приточно-вытяжной вентиляции; холодильный агрегат; газовая котельная и система отопления; система водоснабжения и канализации; управление освещением и электрооборудованием; оборудование лифтов OTIS; учет потребления ресурсов — электричества, воды, газа; сбор технических тревог и информации от систем безопасности. В качестве оборудования для построения системы автоматизации были использованы свободно программируемые контроллеры (модули) Lonix технологии LonWorks. Пользовательский интерфейс был создан на основе SCADA Citect.