Интелектуальное здание. Тенденции и решения. Понятия "Интелектуального здания"

Михаил Соловьев,
исполнительный директор
компании «Специальные решения и системы»

Понятие «интеллектуального здания» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне в 70-е гг. прошлого века: «здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства благодаря оптимизации его четырех основных элементов: структуры, систем, служб и управления, а также взаимоотношений между ними».
В этом случае подразумевают создание глобальных систем безопасности, климатических установок, систем управления без детализации процессов и точных регулировок в сфере офисного и общественного строительства, индивидуального жилья.
Основной особенностью интеллектуального здания является объединение отдельных подсистем различных производителей в единый управляемый комплекс.
Стоит разделять понятия «интеллектуальное здание» и «системы жизнеобеспечения». Отдельные системы обладают лишь необходимыми интерфейсами управления и контроля. Концепция «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает новый подход в организации системы жизнеобеспечения здания, при котором за счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастают эффективность функционирования и надежность управления всех систем эксплуатации и исполнительных устройств здания.
За счет интеграции информации, поступающей от всех эксплуатируемых подсистем – климат-контроля, охранно-пожарной сигнализации и видеонаблюдения, систем водоснабжения, канализации, электроснабжения и освещения, связи – можно оперативно принимать верные решения и выполнять необходимые действия, связанные с эксплуатацией здания, проинформировав соответствующие службы о произошедшем событии.
Под «интеллектуальностью» неверно было бы понимать прямой перевод с английского – «мыслящее здание». Корректный перевод термина intelligent building означает систему, которая должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать – одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Английское слово intelligent, буквально означающее «разумный, понятливый», в сочетании со словом building использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый».
«Интеллектуальное здание» в первоначальном смысле – это «здание, готовое к изменениям», или «приспосабливаемое (гибкое) здание», инженерные системы которого способны обеспечить адаптацию к возможным изменениям в будущем.
Здание проектируют так, чтобы все системы его управления могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Проект обязательно предполагает возможность наращивать и видоизменять конфигурации инсталлированных систем.
Со временем здания обретут «искусственный интеллект». Тогда с полным основанием можно будет называть их «интеллектуальными». Эти здания смогут отслеживать работу и состояние всей их«начинки», включая ограждающие конструкции, и самостоятельно принимать решения в изменяющихся обстоятельствах.

«Умные дома» не торопятся в Россию
Полагают, что первое здание было снабжено «интеллектом» в 1986 г. компаниями AT&T и Honeywell, которые тогда стремились найти новые области сбыта для своей кабельной продукции и автоматических устройств.
По оценкам экспертов, в настоящее время более 20% рынка систем управления для «интеллектуальных зданий» занимает Япония и еще несколько азиатских государств, не многим более четверти приходится на Северную Америку и более 40% – на европейские страны.
По данным аналитиков ARC Advisory Group, оборот мирового рынка аппаратных и программных систем и услуг автоматизации зданий (building automation system, BAS) к 2006 г. достигнет 14,5 млрд долл.
Особенность, характерная для Европы и России: «интеллектом» чаще наполняют офисные здания, нежели элитное жилье. Тем не менее с каждым годом все больше людей интересуются такой услугой, как начинка дома «мозгами», в частном порядке.
Мнения экспертов по поводу прогнозов развития рынка «интеллектуальных зданий» разделились. Одни считают, что в секторе элитного жилья бурный рост будет наблюдаться в части индивидуальных интеллектуальных систем для квартир и коттеджей. В таком случае рост потребления интеллектуальных систем не превысит темпов роста строительства элитного жилья (в среднем 40% в год).
Другие специалисты уверены, что в многоквартирных элитных домах застройщики будут все больше стремиться к включению в проект комплексных систем «интеллектуального здания», обеспечивающих интеграцию систем жизнеобеспечения, безопасности и телекоммуникаций. А на долю владельцев квартир останутся лишь расходы по «разводке» кабельных систем в квартире и установке «мультирумных» аудио- и видеосистем вместе с индивидуальными системами управления освещением, климатом, безопасности. В этом случае рост продаж систем «интеллектуального здания» в секторе элитного жилья может достичь 80% и более.
Недавний прогноз свидетельствует, что потенциальный спрос на системы «интеллектуального здания» в секторе элитного жилья в Москве составляет 140 млн долл. Однако сегодня он не превышает 7 млн долл. Лишь в небольшой части домов в проект закладываются системы, предназначенные сразу для всех жильцов. Основная часть расходов производится жильцами индивидуально, после покупки квартиры. Это сдерживает рост одного из самых привлекательных сегментов рынка сбыта для поставщиков систем «интеллектуального здания».
Рынок «интеллектуальных зданий» находится в прямой зависимости от строительного рынка. Чем больше зданий будет подвергаться реконструкции и строиться новых, тем выше будет спрос на «интеллектуальные здания». Через пять – семь лет эксплуатации таких зданий, их владельцам можно будет подсчитывать прибыль, а это даст рынку новый виток роста.

Вопрос стоимости
Проект «интеллектуального здания» может стоить от 5 – 7 до 50 – 100 долл. за 1 м2. Это зависит от количества устанавливаемых систем, уровня здания. Стоимость оборудования обойдется заказчику от 25 до 250 долл. за 1 м2, а в частном жилье может быть значительно выше за счет отношения количества систем и оборудования к площади самого здания, так как весь спектр систем необходимо «вписать» в достаточно небольшую площадь.
Инсталляция, которая состоит из монтажных и пусконаладочных работ, обходится в среднем от 20 до 30% стоимости оборудования.
Встречаются и более дорогие предложения, но в этих случаях заказчику предлагается заплатить за имя производителя и/или инсталлятора.
Стоимость объектов недвижимости индивидуальна, но иногда стоимость «интеллектуального здания» превышает стоимость обычного в два раза. Если проект и инсталляция систем выполнены качественно, то на начальных этапах строительства увеличение стоимости от аналогичного при прочих равных условиях, но необорудованного такими системами здания составит 20 – 30%.
В процессе эксплуатации «интеллектуального здания» из года в год экономия эксплуатационных расходов может достигать 70% бюджета аналогичного необорудованного здания. Важно, чтобы затраты на систему были адекватны самому объекту.
За счет того, что системы в здании работают согласованно, появляются возможности «сценарного поведения» здания, экономии электро-, газо-, водоресурсов, уменьшения числа сотрудников обслуживающего персонала и расходов на него.
Экономия ресурсов (материальных и людских) и одновременно повышение уровня управляемости объекта, снижение негативного влияния человеческого фактора (многие действия происходят в автоматическом или полуавтоматическом режиме) с выгодных позиций характеризуют «интеллектуальные здания».

Приступая к проектированию…
Необходимо, чтобы у заказчика и подрядчика было сформировано понимание того, какие системы и подсистемы будут установлены на объекте. Очень хорошо, если к тому времени готовы проекты систем отопления, вентиляции, существует принципиальная электрическая схема объекта. В этом случае компания – интегратор «интеллектуального здания» с большей точностью сможет следовать пожеланиям заказчика, которые уже выражены в проектах, и совместная работа принесет максимальный положительный эффект.
Далее делается выбор слаботочных систем, которые будут установлены в здании: противопожарная сигнализация, системы видеонаблюдения, контроля доступа, аудио- и видеокомпоненты (их применение чаще характерно для жилых зданий), автоматика жизнеобеспечения (управление светом, вентиляцией и кондиционированием, водоснабжением и отоплением, шторами и пр.), затем осуществляется подбор оборудования и в дальнейшем – проектирование.
Когда известно оборудование, спроектирована проводная часть, интегратор, генподрядчик и заказчик совместно продумывают сценарий работы интеллектуальной системы, ее взаимодействие с пользователем – как отреагирует система на нажатие тех или иных клавиш.
Интеграционные функции оборудования не должны оказывать влияния на саму систему, каждый ее элемент должен обладать локальной логикой. На деле искусственному интеллекту отводится роль производить мониторинг и управлять параметрами системы на расстоянии в ручном или программируемом автоматическом режиме.
В случае сбоя программного обеспечения или отказа датчиков, всегда должна оставаться возможность перехода на автономное управление каждым элементом системы.
Еще одна важная деталь – оборудование всех групп интеллектуальной системы должно соответствовать стандартам, принятым на территории размещения. Это важно как в практическом, так и в юридическом аспекте.
В практическом применении сертифицированное оборудование отличается большей надежностью и эффективностью, повышает стоимостную оценку объекта, на котором оно установлено.
В юридическом аспекте, используя несертифицированное оборудование, например, в системе пожарной или охранной сигнализации, невозможно предъявить претензии в случае возникновения ЧП ни страховщикам, ни охранной фирме, поскольку законы обязывают их работать только в случаях использования сертифицированного оборудования. Также будет сложно найти и сервисную структуру для эксклюзивной интеллектуальной системы, а если найдется, то стоимость сервисного обслуживания будет высока.

Выбор интегратора/инсталлятора
Все зависит от цели, определенной заказчиком. Если заказчик отдает предпочтения какой-то конкретной марке, он, скорее всего, обратится к компании-интегратору, которая одновременно является дистрибьютором этой марки (или марок).
Если перед заказчиком стоит задача оптимизировать затраты и при этом получить качественную и функциональную систему «интеллектуального здания», его выбор концентрируется на «независимой» компании-интеграторе, не обремененной продвижением конкретной марки (марок) оборудования.
Как правило, обращения заказчика адресованы одновременно нескольким компаниям-интеграторам. Таким образом, организуется неофициальный мини-тендер. Из поступивших предложений заказчик выбирает одно оптимальное.
Поскольку рынок «интеллектуальных зданий» молодой, компания-интегратор часто несет в себе и функции инсталлятора оборудования. Иногда выбор интегратора осуществляется по рекомендации генерального подрядчика строительства.
Цивилизованные тендеры – их организуют крупные компании, в которых участие интеграторов интеллектуальных систем оплачивается, – проводятся не часто.

Техническое задание
Какие системы и подсистемы будут установлены на объекте, как они будут работать, каков будет алгоритм управления ими – на эти и еще десятки других вопросов дает ответ техническое задание или задание на проектирование. Этот многостраничный документ – основа всего проекта: если что-то отсутствует в техническом задании, значит отсутствует в проекте. Изменить проект можно, лишь изменив техническое задание.
Задание на проектирование рождается в соавторстве заказчика и интегратора. Один из ключевых моментов – четко сформулированное назначение системного комплекса «интеллектуального здания».

... Назначение комплекса:
– дистанционный контроль / управление работой оборудования инженерных систем;
– построение единой среды обмена данными систем контроля и управления;
– получение оперативной информации о состоянии и параметрах оборудования инженерных систем;
– организация автоматизированного технического учета энергоресурсов;
– обеспечение оперативного взаимодействия эксплуатационных служб, планирование проведения профилактических и ремонтных работ инженерных систем;
– повышение надежности, безопасности и качества функционирования оборудования инженерных систем;
– регистрация и создание архива технологических процессов инженерных систем и действий эксплуатационных служб;
– сокращение эксплуатационных затрат;
– снижение общего количества оборудования за счет унификации и повышения полноты использования функциональных возможностей оборудования одновременно в разных подсистемах….

Со стороны заказчика обязательным является предоставление
«исходных данных для проектирования»:
– поэтажные планы с экспликацией помещений;
– рабочие проекты инженерных систем, выполненные разработчиками смежных разделов и подлежащие автоматизации: отопление, холодное и горячее водоснабжение, вентиляция и кондиционирование, канализация, центральный тепловой пункт, индивидуальный тепловой пункт, электрооборудование и электроосвещение с пояснительными записками и характеристиками оборудования;
– исходные данные по внеплощадочным и внутриплощадочным инженерным сетям.
В задании обязательно должны присутствовать все инженерные системы, подлежащие разработке и внедрению в рамках создаваемого проекта «интеллектуального здания». Например:
– автоматическая пожарная сигнализация;
– автоматическое пожаротушение;
– системы охранной сигнализации, охранного видеонаблюдения, управления и контроля доступа;
– системы связи и телекоммуникаций.
Также в техническое задание необходимо включить краткое описание комплекса автоматизации и диспетчеризации систем здания, который должен обеспечить автоматическое управление, регулирование, требуемые блокировки, защиты от аварийных режимов, индикацию сигналов тревоги и нарушения режимов регулирования, оптимизацию работы инженерного оборудования, экономию энергоресурсов, централизованный автоматический контроль и учет расходов.

Автоматизации и диспетчерезации подлежат следующие системы.

общеобменная вентиляция;
кондиционирование;
подпор воздуха
и противодымная
вентиляция;
холодное водоснабжение;
горячее водоснабжение;
бытовая канализация;
противопожарный
водопровод;
центральный и
индивидуальные
тепловые пункты;
отопление.
Электрические системы:
распределительная электросеть до этажных распределительных щитов;
рабочее освещение
подъездов,
лестничных клеток;
аварийное освещение подъездов,
лестничных клеток;
эвакуационное освещение;
наружное освещение.
Системы безопасности:
автоматическая пожарная сигнализация;
голосовое оповещение о пожаре;
автоматическое пожаротушение;
охранная сигнализация;
охранное видеонаблюдение;
контроль доступа.
Диспетчеризация лифтов:
аварийный спуск на первый этаж.
Системы связи и телевидения: – телефонная связь;
радиотрансляция;
спутниковый телеприем;
часофикация;
локальная
вычислительная сеть;
высокоскоростной выход
в Internet.

Системы учета и управление потреблением следующих ресурсов:
электроэнергии (на вводе, общедомовые расходы и по потребителям );
холодной воды (на вводах, общедомовые расходы и по потребителям);
горячей воды (общедомовые расходы и по потребителям );
отопление (раздельно жилье и коммерческие площади);
холодоснабжение (по потребителям).

В разряде «общие требования» определяется, каким стандартам и какому техническому уровню должны соответствовать проектируемые и модернизируемые инженерные системы и применяемое для этого оборудование. Подробное описание структуры и функций системного комплекса с перечислением технических требований к каждой системе отдельно и всему комплексу в целом так же является обязательным в рамках технического задания.
Идеология комплекса систем автоматизации и диспетчеризации должна предусматривать создание изначального технического задела, позволяющего поэтапно наращивать возможности систем, начиная с первого этапа, предусматривающего минимальный набор средств, обеспечивающих эксплуатацию зданий в современных условиях с постепенным усложнением задач.