Systemy zarządzania energią i instalacjami budynkowymi omawiane w poniższym materiale na pierwszy rzut oka mogą przytłoczyć swoją złożonością i można się (słusznie) poczuć jak na poniższej grafice:
Czy po tym artykule zdobędą Państwo rozeznanie w nowoczesnych systemów zarządzania Budynkiem? Mam nadzieję, że jako praktyk i pasjonat sprawię, że tak się stanie. Ponieważ właśnie taka rola jest tego artykuły, aby rozumieć idę i możliwości systemów efektywnego zarządzania budynkiem. Jako kadra menadżerska, architekci, inwestorzy czy jako specjaliści związani z rynkiem nieruchomości Szanowni Państwo będziecie korzystać ze wsparcia specjalistów z konkretnych branż. Jednak zrozumienie idei i wykorzystywanie potencjału cyfryzacji i poprawy efektywności obiektów leży jak najbardziej w Państwa gestii. Zapraszam w podróż w pogłębiającą Państwa cyfrową świadomość zarzadzania budynkiem. Podróż ta na potrzebnym dla kadry menedżerskiej poziomie jest prostsza niż by się wydawało.
BMS – architektura i zadanie
BMS – Building Management System, gdzie jego główne ogólne zadania można zdefiniować w 3 głównych obszarach jak integracja, wizualizacja i sterowanie. Oczywiście zdań i funkcji jest wiele więcej, ale wpierw omówmy te 3 główne zdania:
Integracja urządzeń
Integracja wielu poszczególnych urządzeń jak centrale wentylacyjne, agregaty chłodnicze, urządzenia klimatyzacyjne pomieszczeń etc. Jest to niezwykle ważne, gdyż dzięki temu systemowi można w stosunkowo w łatwy sposób zapanować nad dziesiątkami, stekami i tysiącami urządzeń, które w przeciwnym przydatku były sterowanie niezależnie – zazwyczaj lokalnie. Dzięki temu możemy w jednymi miejscu mieć dostęp podglądu i sterowania nad rozproszonymi po obiekcie urządzaniami. BMS’y większości dostawców/producentów potrafią integrować niemal wszystkie główne instalacje w budynku, jednak zazwyczaj część instalacji jest wydzielana do osobnych systemów jak np. kontrola dostępu, system ochrony przeciwpożarowej itp. W dalszym etapie omówimy po krótce przestrzenie, które są najczęściej integrowane przez BMS.
Rysunek 1 Przykład architektury BMS na przykładzie rozwiązań firmy Schneider Electric
Wizualizacja
Wiele poszczególnych urządzeń w jednym miejscu. Np. mamy dostęp do odczytów liczników energii cieplnej, elektrycznej czy liczników zużycia wody w jednym interfejsie. Również część urządzeń na lokalnych sterownikach posiada zbyt prostą i mało szczegółową grafikę lub nie posiada praktycznie żadnej reprezentacji graficznej stanu rządzenia. Dzięki bogatej wizualizacji personel techniczny w łatwy sposób może dokonywać inspekcji pracy urządzeń oraz zlokalizować przyczyny/źródła nieprawidłowości/awarii. W jednym miejscu możną dokonać inspekcji pracy wszystkich zintegrowanych urządzeń poprzez odczyt aktualnego tanu pracy, historii awarii czy przestawionych graficznie wykresów archiwalnych danych. Np. posiadając centrale wentylacyjne na dachu i w podziemiach, aby sprawdzić parametry pracy należałoby sprawdzać osobiście każdy sterowniku centrali o ile ten pzowala na wygodną reprezentacje graficzną parametrów.
Rysunek 2 Przykład wizualizacji stanu i parametrów pracy urządzania w BMS
Sterowanie w systemie BMS jest realizowane na 2 głównych poziomach:
- Wydawanie polecania w czasie rzeczywistym do integrowanych przez BMS urządzeń. Np. na podstawie dachach z jednego urządzenia są rozsyłane rozkazy do innego urządzenia itp. Tutaj w idealnym przypadku BMS staje się „mózgiem” budynku, który koordynuje współprace wszystkich instalacji w jedną całość. Oczywiście w rzeczywistości Nie jest tak idealnie i nadal jest na tym polu duży potencjał do poprawy systemów zarzadzania budynkiem. Ten poziom sterownia można porównać do procesu oddychania który jest zarządzany podświadomie przez niskopoziomowa cześć mózgu.
- BMS jako końcowy interfejs użytkownika na potrzeby sterowania i instalacjami w budynku. Przy rozproszeniu urządzeń na budynku niezwykle trudno było sterować dziesiątkami, stekami a nawet tysiącami urządzeń z poziomu poszczególnych paneli sterowniczych. Ten poziom sterowani można porównać do świadomych decyzji człowieka.
- Najważniejsze i najczęściej spotykane funkcjonalności BMS
Monitoring i sterownie instalacjami HVAC (ogrzewanie wentylacja i klimatyzacja)
Dotykamy tu jednego z najważniejszych obszarów który odpowiada za największe zżycie energii w budynkach biurowych i handlowych. Dotykowo te instalacje są krytyczne z punku zapewnieni komfortu dla użytkowników. Dlatego poświecimy na to zagadnienie trochę więcej czasu.
HVAC (ang. Heating, Ventilation, air Conditioning) – branża inżynierii sanitarnej zajmująca się ogrzewaniem (heating), wentylacją (Ventilation), klimatyzacją (air conditioning). W języku polskim odpowiednik COWiG – ciepłownictwo, ogrzewnictwo, wentylacja i gazownictwo. Przyjęto dwa sposoby wymawiania tego skrótu: ejczwak (z ang.) lub hwac (z niem.) i obie wersje uznawane są za poprawne.
Wentylacja mechaniczna odpowiada głównie za dostarczanie obrobionego (filtracja, podgrzanie, nawilżenie itp.) świeżego powietrza a w konsekwencji też za komfort użytkowników. W nowoczesnych budynkach biurowych i handlowych zazwyczaj wymuszona wentylacja mechaniczna jest jedynym źródłem świeżego powietrza w budynku. Tutaj już powinien się nasunąć pierwszy wniosek o tym jak ważny jest monitoring poprawności działania urządzeń i wychwytywani krytycznych awarii. Brak poprawnej pracy tych urządzeń bardzo negatywnie odbija się na komforcie użytkowników, co może przenieść się na konkretne straty wizerunkowe i finansowe obiektu. Za wentylacje mechaniczna odpowiadają centrale wentylacyjne. W budynkach jest zazwyczaj od kilku do kilkunastu central wentylacyjnych w różnych miejscach budynku, dlatego tak ważne jest spięcie wszystkich ten urządzeń w jednym systemie, aby móc je sprawnie kontrolować.
Rysunek 3 przykład wizualizacji centrali wentylacyjnej w systemie BMS
Centrale wentylacyjne również odpowiadają za wstępna obróbkę zewnętrznego powietrza poprzez filtrację, odzysk ciepła/chłodu, podgrzanie/ochłodzenie, nawilżanie i osuszanie. W szczególności kontrola temperatury i wilgotności są najbardziej energochłonnymi procesami stąd tak bardzo ważne jest kontrolowanie tych procesów i racjonalne zarządzanie
Komfort
Komfort termiczny: Jest niezwykle subiektywna sprawa i zazwyczaj poczucie komfortu użytkowców (szczególnie w obiektach biurowych) odbiega od norm – według PN-EN 15251:2012 zalecana najbardziej rygorystyczna (klasa I) temperatura powietrza w budynku biurowym okresie zimowym i letnim przyjmowała następujące wartości: zima 21°C; lato 25,5°C. Jak Praktyka pokazuje duża część użytkowników preferuje temperatury powyżej 22C. Za komfort termiczny pomieszczeniach odpowiadają głównie lokalne urządzenia klimatyzacyjne jak klimakonwektory (tzw. [fankoile] w skrócie FCU angielskiej nazwy fan–coil unit), pompy ciepła (dotycz głównie obiektów handlowych) lub inne urządzenia (np. klimatyzatory) zamontowane przez użytkownika/najemcę. Również za pośrednictwem systemy BMS mam wpływa na i nne wymiary komfortu lecz opisąłem to szerzej w innych artykułach:
Wilgotność:
Świeże powietrze – CO2
Oświetlenie
Zazwyczaj sterowanie oświetleniem jest pow. podstawowym zakresie jak oświetlenie zewnętrzne i części wspólnych klatki schodowe, pasaże, hole). Sterowanie czasem ogranicza się jedynie do prostych harmonogramów i przycisków włącz/włącza oraz możliwości załączenia od poziomu nasłoneczniani mierzonych w „luksach” [lux]. Reszta oświetlenia jest sterowań lokalnie lub za pomocą czujników ruchu (np. toalety)
W bardziej zawansowanych zastosowania posiadamy sterowanie oświetleniem w przestrzeni najemcy w zależności nad natężenia oświetlenia, obecności itp., lecz często jest to sterowanie w osobnym systemie.
Warto uwzględnić ze dodatkowe oświetlenie awaryjne jest też całkowicie niezależnym systemem.
Narzędzia wspomagające eksploatację i efektywność energetyczną
Bardzo ważna rolę w efektywnym zarzadzaniu energią pełni personel techniczny. W wielu przypadkach nastawy zaimplementowane przez personel techniczny dobrze spełniają warunki komfortu, lecz odbywa się to znacznie kosztem efektywności energetycznej. Wynika to z braku doświadczenia lub/i mentalności konkretnych osób lub po prostu z powodu niemożliwości pilnowania prawidłowych nastaw, np. praca personelu technicznego od 8 do 16 czy ograniczenia automatyki budynkowej. Z pomocą przychodzą nowoczesne systemy zarządzania energią jak Enabler DSR, Czy podobne rozwiązania z centralnym NOC (Network Operation Center) czuwając na pobieraną mocą i przeciwdziałając predykcyjnie przeciwko potencjalnym przekroczeniom). Tu już dziś pomaga technologia, która potrafi monitorować automatykę budynkową 24h/7 oraz decydować o korekcie nastaw automatyki w zależności od zmieniających się potrzeb.
Monitoring zużycia energii
Obecnie nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnego budynku bez systemu zarządzania budynkiem i energią, który pozwala na ciągły monitoring i zarządzanie urządzeniami w celu oszczędnej i komfortowej eksploatacji budynku. Pozostawienie zużycia energii przez urządzenia bez nadzoru, porównać można do zatrudnienia pracowników i pozostawienia ich samych sobie bez wyznaczanego koordynatora, który organizuje i nadzoruję prace. Czy ktoś wyobraża sobie tak samowolnie działających pracowników w swoim budynku? Skąd mamy wiedzieć czy część pracowników nie czeka w gotowości bez wyznaczonego zajęcia. Skąd też mamy wiedzie czy do wykonywanej pracy wystarczy połowę mniej pracowników. To samo dotyczy zużycia energii i kosztownej mocy zamówionej tzw. mocy umownej.
Generalizując dzięki korzystaniu z systemów monitoringu i zarządzania energią skutecznie osiągamy znaczące oszczędności wynikające z redukcji zużyciu energii oraz kosztów stałych zakupu energii. Zebrane dane na temat zużycia energii pomagają skuteczniej optymalizować zużycie energii. Warto tu podkreślić, że monitoring zużycia energii pomaga, lecz nie sam w sobie nie optymalizuje, zatem tak bardzo ważne jest ciągłe korzystanie z tych narzędzi i wparcie przez specjalistów.
Zarzadzanie oświetleniem zazwyczaj w BMS dotyczy sterowania części wspólnych i oświetlenia zewnętrznego…. CDN Proszę wskazać co na poniższym zdjęciu budzi wątpliwości?
Zostaw swój komentarz