BMS podstawy i potencjał

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.

Odzysk ciepła i chłodu centrali wentylacyjnej - optymalizacja zużycia energii

Rysunek 2 Przykład wizualizacji   stanu i parametrów pracy urządzania w BMS

Sterowanie w systemie BMS jest realizowane na 2 głównych poziomach:

  1. 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.
  2.  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.
    1. 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 fancoil 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.

Rysunek 4 centrum operacyjne – Network Operation Center firmy VPPlant

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?

Oświetlenie kosmosu a efektywność energetyczna
Oświetlenie kosmosu, gdzie efektywność energetyczna?

(Visited 10 times, 10 visits today)

Zostaw swój komentarz

Scroll Up
%d bloggers like this: