Budoucnost, kterou můžeme mít doma už dnes

Šetří energii, jsou bezpečnější a jejich provoz je do značné míry automatizován. Hlavní oblastí, kde se koncepty inteligentních budov uplatňují, a kde začal jejich rozvoj, jsou logicky hlavně velké kancelářské komplexy, kde lze počítat s výraznými úsporami provozních nákladů. Ale prvky a pricipy inteligentních budov už nastupují ve stále větší míře i do rezidenčního sektoru, neboli do našich domovů.
Postupně pronikají i do výstavby obytných domů, firemních sídel a provozoven, a dokonce i bytů a rodinných domů, kde se uplatňují např. různé řízené systémy inteligentního větrání a zastiňování, doplňující nyní populární řešení vytápění a dodávek energie pomocí tzv. alternativních zdrojů tepla (solární panely, tepelná čerpadla apod.). Inteligentní systémy pomáhají eliminovat možné výpadky těchto alternativních zdrojů např. v případě nepříznivých klimatických podmínek atd.

Odkud se vzaly?
Pojem „inteligentní budovy“ se začal objevovat už v 60. letech minulého století v USA. Postupně vykrystalizovala v současnosti používaná charakteristika, která tímto termínem označuje především budovu vybavenou nejmodernějšími technologiemi s velmi pokročilým systémem řízení, regulace, monitoringu bez nutnosti zásahů člověka, často spolu se systémovým řešením strojních zařízení budovy. Takováto budova zajišťuje optimální vnitřní prostředí pro komfort osob či výrobu. Je ekonomicky i energeticky efektivní a obvykle umožňuje víceúčelové použití a rekonfigurace. Základem je především systémová integrace - sloučení řízení a monitoringu často navzájem nesourodých technologií do jednoho homogenního prostředí.
Moderní budovy využívají množství různých technologických zařízení, která mají za úkol zajistit jejich efektivní a také energeticky úsporný provoz a vysoký komfort pro uživatele. Jsou to především systémy ovládání větrání a teploty, osvětlení, klimatizace, vzduchotechniky, výtahů, žaluzií a rolet, řízení spotřeby elektrické energie a dalších médií (teplo, voda, plyn), elektrotechnické rozvody a strukturovaná kabeláž, zdroje tepla, chladu a jejich akumulace, požární zabezpečení, systémy pro kontrolu přístupu, zabezpečovací signalizaci a kamerové okruhy. A v poslední době i různé informační, multimediální a zábavní systémy. Budovy označované jako inteligentní mají tyto systémy navzájem propojeny do komplexního celku, což umožňuje významné úspory nákladů - zejména provozních, ale i přesné rozúčtování nákladů nájemcům budovy.
Pomocí centrálních systémů se dá ovládat nejen osvětlení, ventilace, vytápění apod., ale také identifikovat osoby s povolením přístupu do budovy, zabezpečit objekty, zajistit hlídání částí objektu v závislosti na pohybu osob po budově apod. Inteligentní elektronika dokáže řídit intenzitu umělého osvětlení v závislosti na denním světle či na základě detekce přítomnosti osob. Řízení osvětlení lze integrovat i s dalšími systémy budovy – klimatizace a vytápění, bezpečnost, požární ochrana aj. Tato integrace přináší přidanou provozní efektivitu, která optimalizuje energetické úspory.
Na současném rychlém rozvoji inteligentních budov má velký podíl i rozvoj komunikačních technologií, které mohou využívat rozhraní Ethernet, internet, bezdrátové sítě kompatibilní s různými průmyslovými sběrnicemi. Zásadní roli mají i možnosti, které nabízejí moderní senzory, prvky inteligentní elektroinstalace a samozřejmě možnosti vzájemné komunikace těchto zařízení.

Distribuovanost versus integrace
Při řízení inteligentních domů se současně uplatňují dva protichůdné přístupy.  Jedním je distribuované řešení, nebo použití tzv. distribuované inteligence kde je systém rozložen na soubor komunikujících podsystémů, často až na úroveň jednotlivých periferních prvků, senzorů a akčních členů, vzdálených modulů vstupů a výstupů. To mohou být vypínače a jiné ovládací prvky: relé, ovladače pohonů žaluzií, hlavic topidel, výkonové ovladače žárovek a výbojek, stmívače, senzory, čtečky přístupových karet apod. Se systémem komunikují prostřednictvím zvolené sběrnice nebo bezdrátově na úrovni komunikačního protokolu. Menších celky budovy jsou tak řízeny jednotlivými regulátory, vzájemně propojenými sběrnicí, na níž jsou připojovány prvky jednotlivých systémů. Systém budovy se svými podsystémy sdílí společná data, získaná z různých míst pomocí technologií, každý sybsystém pracuje nezávisle na celku, ale zároveň může sdílet veškeré informace, takže z dat lze pak získat maximum informací např. pro optimalizaci dílčích technologických objektů (skupiny tepelných zdrojů, vytápění, klimatizaci, osvětlení). Jeden z nejrozšířenějších systémů distribuované inteligence představují tzv. neuronové čipy LonWorks.
Druhým přístupem při řešení inteligentních domů je integrace – tedy sdružování jinak odděleně pracujících systémů, např. regulátorů pro vytápění a klimatizaci, řadičů pro řízení kotle, solárního systému, tepelného čerpadla, centrály zabezpečovacího a přístupového systému. Obvyklé je i spojení s řídicími systémy (PLC a PC), které zajišťují další funkce a „inteligenci“ budovy, monitorování stavu objektu a jeho obsluhu, dokumentování procesů a parametrů a komunikační funkce, např. prostřednictvím internetu.
Další úroveň představuje systém na bázi dispečerského pracoviště, které umožňuje propojení širších vazeb - např. digitálního kamerového systému s databází zabezpečení.

Jak inteligentní budovy šetří
Systém vytápění dokáže inteligentně regulovat jaké tepelné zdroje a kdy se mají použít, např. při deštivém počasí použít místo solárních panelů náhradní zdroj, nebo automaticky blokovat topení či klimatizaci po dobu, kdy jsou otevřená okna.
K významným funkcím řídicího systému budovy patří monitoring parametrů, zejména sledování hodnoty technického maxima elektrické energie. Systém zabezpečuje dodržování limitní hodnoty - porovnává ve stanovených časových intervalech skutečnou a ideální spotřebu a při překročení přípustné hodnoty odpojí podle předem definované tabulky priorit některý ze spotřebičů – regulace může fungovat nejen na základě okamžité aktuální, ale i podle očekávané spotřeby.
Na provoz budov připadá nyní zhruba 85 % celkové spotřeby energie, a představují prakticky po celou dobu své životnosti energeticky náročné systémy. Podle direktivy EU, zabývající se energetickou účinností budov (EPBD 2009/91/EC), připadá více než 40 % spotřeby energie v Evropě na zajištění provozu vytápění a osvětlení v budovách. Nejvíce energie spotřebovává vytápění a ohřev vody, avšak v poslední době jim zdatně konkuruje rostoucí energetická spotřeba osvětlení a dalších zařízení, přičemž nemalý podíl má i větší využívání ICT.
Budovy se na globální energetické spotřebě podílejí 40 % (z toho 33 % připadá na komerční a 67 % na obytné budovy). Podle dosavadních studií vzroste celosvětová energetická spotřeba budov mezi roky 2002 a 2025 o 45 %. Snížení jejich energetické spotřeby pomocí moderních úsporných technologií, by mohlo v příštích letech dosáhnout zhruba 15 %.

Vyplatí se?
Investičně jsou IB náročnější než běžné stavby, ale u významnějších objektů už často investor nebo developer si tento požadavek začleňuje přímo do zadání stavby. Vzhledem k tomu, že posláním IB je i dosahování energetických úspor, má jejich výstavba, či úpravy při rekonstrukcích smysl vzhledem k nastupujícím legislativním požadavkům: příkladem mohou být tzv. energetické štítky budov vyžadované novými předpisy. Inteligení budovy spadají díky své koncepci do vyšších kategorií, a tím nejen vyhovují zmíněným předpisům, ale projevuje se to i na jejich atraktivitě na realitním trhu.
Investice do nich se vrátí díky úsporám energií – např. snímače pohybu pro osvětlení chodeb nebo blokování vytápění po dobu větrání mohou uspořit až desítky procent energií. Podle Josefa Kunce ze společnosti ABB se např. u budovy za 300 mil. Kč zvýší náklady na výstavbu při použití inteligentních systémů o ca 10 mil. Kč, ale ročně pak mohou uspořit téměř desetinu z celkových nákladů 40 mil. Kč za energie.
Výhodou inteligentních budov je i menší ekonomická náročnost elektroinstalací či snadnější přeměna jejich využití – např. při změně rozložení sekcí a kanceláří lze osvětlení, vytápění a klimatizaci naprogramovat pomocí počítače, sítě umožňují jejich centrální řízení, systém lze spravovat na dálku přes webové stránky. Jednou z posledních novinek pro konstruktéry inteligentních budov je podle Petra Beneše z časopisu Sdělovací technika inteligentní osvětlení LED diodami, které umožňují přenos dat, a lze je tak využít jako lokální síť např. pro přenos počítačových dat nebo audio a video informací.     

Publikováno: 12. 5. 2012 | Počet zobrazení: 2543 580