Интеллектуальное здание: реальный миф

Представьте себе ситуацию, будто бы заимствованную из фантастических сериалов: человек входит в здание, проходит через систему контроля доступа, а в этот момент в его рабочем офисе автоматически устанавливаются заранее согласованные параметры рабочей среды (включается свет, кондиционер, загружается компьютер и т.д.). И если для большинства россиян такое кажется невозможным, то на Западе эти системы уже прочно вошли в повседневную жизнь многих людей. Причем это относится не только к офисным помещениям (что логично), но и к жилым домам.

Что такое интеллектуальное здание

Неверно было бы полагать, что словосочетание «интеллектуальное здание» означает «мыслящее здание» — более корректный перевод термина «Intelligent building» в применении к реально существующим системам означает систему, определенным образом реагирующую на те или иные события, происходящее в здании. Иными словами, под интеллектом понимается умение распознавать конкретные ситуации и соответствующим образом на них реагировать. В таких случаях одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам.

Здание должно быть спроектировано так, чтобы все системы могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения финансов, сроков и трудоемкости), а их обслуживание было организовано оптимальным образом. Кроме того, проектирование также предполагает возможность наращивания и видоизменения конфигурации инсталлированных систем, каковых в интеллектуальном здании предостаточно. Это и системы жизнеобеспечения, и противопожарные системы, и локальные вычислительные сети, и комплекс технических средств охраны, и учрежденческий сервис.

Сущность интеллектуального здания определяется как набор систем, тесно интегрированных в одном (или нескольких) здании. Однако следует иметь в виду, что в рамках технологии ИЗ никогда не создается единая система, состоящая из многих компонентов. И правильным здесь будет говорить о совокупности систем обеспечения жизнедеятельности, объединенных единой системой управления (центральное управление, ЦУ). Иными словами, ЦУ обеспечивает полный контроль и управление функциональностью интеллектуального здания или комплекса зданий, логически объединенного в одно интеллектуальное.

Ярким примером является бизнес-центр British Airways в Хармондсворте — одно из самых крупных на сегодняшний день в Европе интеллектуальных зданий. При общей стоимости проекта около 302 млн. долл. новый бизнес-центр позволяет экономить до 24 млн. долл. ежегодно — за счет более эффективной работы всех систем комплекса ИЗ, а также за счет увеличения производительности работы персонала приблизительно на 20%. Этот пример может послужить убедительным аргументом в пользу необходимости (а точнее, целесообразности) реализации таких проектов у нас в стране. Дело именно в экономии ресурсов и увеличении производительности. В настоящее время большинство отечественных систем находятся на таком уровне, что внедрение интеллектуального здания позволит экономить около 30% на электроэнергии и около 20% на теплоснабжении. Суммируя вышесказанное, можно заключить, что интеллектуальное здание — это набор сервисов, которые оно с готовностью предоставляет своим пользователям для оптимального и качественного выполнения ими своих функций. Кроме того, ИЗ отличается гибкостью, модифицируемостью и быстротой реакции на процессы (в том числе на запросы пользователей), происходящие в здании, благодаря единой системе управления.

Как все это работает

Формально интеллектуальное здание можно представить в виде постройки, состоящей из различных кубиков-систем, базирующихся на единой коммуникационной системе и находящихся под одной крышей — интегрированной системой управления.

Закономерной проблемой в разработке технологии интеллектуального здания является стыковка разнородного оборудования. Действительно, сложно состыковать систему кондиционирования и, например, систему охраны. Например, нет необходимости нагревать зимой воздух в комнате, в которой открыты окна (при использовании датчика на окне). И таких примеров может быть очень много. Таким образом, сложились предпосылки к созданию единого интерфейса (стандарта) управления.

Для компаний, производящих кабельные системы, концепция ИЗ оказалась хорошим аргументом для продвижения СКС, поскольку она показывала, что СКС может служить базой для весьма сложных решений. Однако даже наличие стандартизированной кабельной системы и интерфейсов компьютерного управления у оконечного оборудования не решило проблему стыковки и управления, не говоря уже о стандартизации в целом. Сложности создавали и производители систем жизнеобеспечения, которые выпускали продукцию в соответствии со своими внутренними стандартами. В итоге все могло бы зайти в тупик, если бы не открытые стандарты на cети контроля и управления различными устройствами. Сегодня, спустя более десяти лет после начала их разработки, можно говорить об устоявшихся решениях, которые готовы стать официальными стандартами.

На сегодняшний день самое широкое распространение получили два стандарта: BACNet и LonWorks. Стандарт BACNet (Building Automation Control Networks — протокол для сетей контроля и автоматизации зданий) был предложен ASHRAE (Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и воздушному кондиционированию) и уже несколько лет является национальным стандартом США. Этот стандарт предусматривает использование программируемых контроллеров, причем они могут быть объединены в сеть при помощи различных сред. Таким образом, контроллеры являются промежуточным звеном практически между любыми устройствами, к которым они подключаются по нестандартным интерфейсам. Связь же между контроллерами и системой управления осуществляется по общей сети.

В Европе все большую популярность приобретает разработка компании Echelon Corporation — технология LonWorks на базе протокола LonTalk. Кстати, BACNet поддерживает протокол LonTalk, что говорит о достаточно сильной позиции LonWorks и в США. Помимо самого производителя технологию LonWorks пропагандирует и развивает организация LonMark, занимающаяся, в числе прочего, вопросами совместимости оборудования разных производителей в рамках этой технологии. Кроме того, LonWorks пользуется поддержкой ассоциации EIBG (European Intelligent Building Group), в которую входят такие компании, как AMP, Andover Controls, Lucent, Johnson Controls, Honeywell, Legrand и многие другие

Что касается нашей страны, то здесь ситуация близка к европейской — наиболее «прижившимся» стандартом стал LonWorks. Остановимся на нем подробнее.

В основе технологии LonWorks лежит специализированный сигнальный процессор Neuron Chip, под который разработан язык Neuron C. Это позволяет реализовывать логику работы контроллера низкоуровневыми средствами, а также строить сеть контроля и управления, используя различные топологии (шина, звезда, кольцо или смешанные).

Одним из самых популярных на сегодняшний день решений является интеграция сети передачи данных от системы управления с местной локальной сетью. Осуществляется это при помощи специального маршрутизатора, соединяющего сеть LonWorks с сетью Ethernet. При этом станция контроля и управления общается с маршрутизатором по протоколу TCP/IP, а между маршрутизатором и контроллером используется протокол LonTalk. Такое решение содержит в себе очевидные преимущества. Во-первых, рабочее место оператора системы управления может находиться в любом месте, куда дотягивается сеть TCP/IP. Во-вторых, при больших расстояниях между контроллерами и рабочей станцией выгоднее применять стандартное оборудование Ethernet, которое существенно дешевле оборудования для LonWorks.

В теории все выглядит красиво и элегантно. Однако достичь практического успеха в нашей стране довольно проблематично, если не сказать невозможно. И дело здесь не в технических проблемах несостыковки — сложности заключены в самых нормативных актах на установку и эксплуатацию различных систем. Так, ряд нормативных документов содержит предписания о том, как должны быть организованы пожарные и охранные системы. Составлялись они давно, без учета развития технологий, но руководители соответствующих отделов вынуждены придерживаться именно их, даже если «по правилам» все работает значительно хуже.