Soudobé automatizované systémy řízení budov, resp. jejich výrobních, obytných,
logisticko-skladovacích, kulturních, výukových, nemocničních, sociálně-pečovatelských
a jiných funkcí, si již vydobyly pevnou pozici. Už dávno nejsou složitou hračkou několika
špičkových architektonických studií a stavebních firem pro několik neméně vyvolených
(rozuměj: solventních) klientů. Vstoupily do našeho každodenního života a jsou etalonem
vědecko-technického pokroku ve stavebnictví.
Myšlenka automatizace řízení procesů
v moderních i postupně rekonstruovaných
objektech získala na
atraktivitě hned od svých prvopočátků.
Jako všechny revoluční koncepce
i ona musela překonat řadu
úvodních „dětských chorob“, zejména
v softwarové sféře. Prosadila se
jako věcně i provozně reálný, legislativně
ošetřený, detailně strukturovaný
a komplexně fungující systém.
V současnosti zahrnuje širokou plejádu
hardwarových i softwarových
technických produktů, organizačních
postupů a norem. Badatelským, konstruktérským,
montážním, servisním
i stavebním firmám a institucím se
podařilo vyvinout, vyrobit, nasadit
a v praxi provozně vyladit rozsáhlou
škálu elementů, parametrů i funkcí,
jež ve svém uživatelském úhrnu
vyústily v nový inženýrský pojem:
„inteligentní budovy“.
I tyto progresivní technické inovace
by neměly šanci uspět v reálném
životě okolo nás, v tvrdých konkurenčních
podmínkách trhu, pokud
by všem participujícím článkům
(a zejména svým uživatelům) nepřinášely
nové a žádoucí hodnoty. To
platí dvojnásob právě v těchto měsících,
kdy se průmyslově vyspělé
země světa musí potýkat s dopady
globální ekonomické krize.
Samozřejmě, neopominula ani tento
mladý, postupně se formující obor.
Přes řadu složitých výrobně-odbytových,
realizačních a platebních problémů
jej však nezdecimovala. Přitom
mnohé benefity automatizovaných
systémů řízení budov se nedostavují
naráz, takříkajíc „přes noc“. Ve svém
úhrnu garantují zvýšený komfort
využití objektů, do nichž byly implementovány,
spolehlivý chod bezpečnostních,
klimatizačních, osvětlovacích
a dopravních aj. zařízení jak
v aktuálně dokončovaných novostavbách,
tak v rekonstruovaných objektech.
Co se však dnes hodnotí zvláště
vysoko: umožňují postupnou racionalizaci
spotřeby stále dražší energie,
tepla, chladu a vody v nich.
Co to jsou inteligentní
budovy?
S nezbytnou mírou zjednodušení je
lze definovat jako objekty se sofistikovaným
řídicím systémem, jež v sobě
ústrojně agregují všechny rozhodující
technologie a provozní aspekty fungování
moderních objektů. Čistě prakticky:
sledují, zda jsou v nepoužívaných
místnostech objektu (zvláště po odchodu
lidí) vypnuty napájené spotřebiče.
Zda jsou zavřená všechna okna a dveře.
Pomáhají starším a nemocným
osobám v orientaci i v pohybu po
objektu. Dokáží lidi uvnitř dlouhodobě
i operativně střežit, a to jak před vnějšími
nepříznivými faktory a vlivy, tak
před vnitřními krizovými situacemi.
Dohlížejí na děti vracející se ze školy.
Zobrazují a analyzují exaktní situace
ve sledovaném objektu, zjištěná data
přenášejí na specializované dispečinky
a mobilizují prostředky nezbytné
k eliminaci nebezpečí. Generují lokální
zvukové a optické alarmy, a je-li
to nezbytné, pak i zásah zdravotníků,
požárníků, či policistů.
Padla již zmínka o jejich úloze
při úsporách energií, tepla a médií
v exaktních objektech. Podle střídmých
zahraničních propočtů, jenom
na bázi bezdrátového dálkového
ovládání svých spotřebičů a zařízení
by evropské domácnosti mohly
v nedaleké budoucnosti každoročně
ušetřit až 20 % svých výdajů za spotřebu
pro vytápění. Podobně zajímavá
čísla lze doložit také při úsporách za
osvětlování objektů. Do této bilance
se však díky rozhodnutí EU v příštích
létech (a to velmi razantně) promítne
postupná záměna tradičních žárovek
za modernější osvětlovací zdroje.
Automatizační technika budov je
dnes pojímána jako celistvý soubor
zařízení, systémů, jejichž posláním je
nejenom optimálně řídit chod budovy
a zlepšovat životní a pracovní
podmínky v nich. Přitom jednotlivé
prvky těchto souborů mohou navzájem
kooperovat,
stejně jako operovat
individuálně. Analogicky je lze rovněž
řídit.
Pořídit si je a provozovat však
nebývá snadné, ani levné. Určujícím
faktorem pro tuzemského zájemce
o automatizované systémy řízení
budov dosud není (až na výjimky)
stupeň jejich konstrukční a provozní
dokonalosti, ale spíše pořizovací
cena a náklady na jejich provoz. Obojí
nejsou marginální. I proto se s nimi
setkáváme v bytové zástavbě v ČR
zatím zřídka. Takto vynaložené investice
by se při následné projekci do
výše pronájmu jednotlivých bytů promítly
dosti citelně a dostupnost takto
vybavených bytů by byla limitována.
Častěji se prosazují tam, kde existují
předpoklady pro rychlejší návratnost
vložených prostředků, kupř. v bankách,
v hotelích, či v luxusních kancelářských
prostorech.
Z automatů jde strach?
Automatizované systémy řízení
budov zabezpečují řadu funkcí. Ať už
je pojímáme v jejich úhrnu, anebo ilustrativně
vyjmeme jen několik z nich
(kupř. řízení topení a větrání, resp.
sledování spotřeby energie a tepla,
elektronické zabezpečení objektu, či
příjem a distribuci televizních a rozhlasových
programů), vždy kladou
řadu specifických požadavků na svou
obsluhu a na průběžnou komunikaci
uživatele s konkrétním systémem.
V mysli starších osob a lidí s odmítavým
postojem k moderní technice tím
mohou dokonce evokovat obavy.
Jako s každou jinou technikou
i s automatizovanými systémy řízení
budov se třeba sblížit a následně je co
nejefektivněji využívat. Patrně nejznámějším
nástrojem komunikace s nimi je
styk na bázi přehledné vizualizace, resp.
prostřednictvím terminálů. Panelový
počítač s dotykovou obrazovkou, nebo
terminál lze umístit do libovolného místa
objektu a do řídicího systému budovy
ho připojit velmi jednoduše, kupř.
pomocí eternetového rozhraní. Panelový
počítač i jeho obsluhovatel však
musí přitom překonat řadu (pro někoho
snad i zbytečně složitých) požadavků.
Automatizovaný systém musí disponovat
individuálními technickými kapacitami
i konstrukčními schopnostmi
pro rychlou odezvu, musí být spolehlivý
a garantovat přiměřenou provozní
náročnost i životnost. Zároveň musí
projevit solidní odolnost vůči neodbornému
zacházení (zvláště z rukou dětí).
Na druhé straně: tlak na komfort
vybavení a užívání objektů nemusí
nutně klást nesplnitelné (a nejenom
komunikační) nároky na jejich provozovatele.
Stávající komunikaci se standardizovanými
protokoly a rozhraními
(na trhu se prosadily otevřené sítě
LON, EIB, Ethernet, Profibus apod.),
lze už dnes nahradit technicky dokonalejšími
a obslužně jednoduššími. Jestliže
odpadá možnost instalace nového
sběrnicového rozvodu v objektu, anebo
se tomu uživatel nehodlá dlouze
a složitě učit, lze pro řízení technického
vybavení inteligentních budov neméně
efektivně použít bezdrátové spojení,
ovládání přes rozvodnou síť aj.
Šance na trhu
Projekce, konstrukce, výroba, montáž
a servis automatizačních řídicích systémů
a zařízení pro budovy je už dnes
(a to mimo jakoukoliv pochybnost)
regulérní průmyslový obor a dobré pracovní
uplatnění v něm nalezly doslova
miliony osob. Samozřejmě, i tady lze
nalézt řadu produkčních i uživatelských
disproporcí způsobených probíhající
globální krizí. Tento specifický trh se
do jejího propuknutí ještě nestačil zcela
rozvinout a saturovat všechny výrobní
a odbytové možnosti. Odborníci však
očekávají, že po skončení krize se automatizované
systémy řízení budov, jež
náleží mezi obory příští tzv. znalostní
ekonomiky, rozvinou dynamičtěji než
leckterá klasická odvětví.
Z ryze teritoriálního hlediska se ještě
před propuknutím krize za nejperspektivnější
teritoria pro prosazovaní automatizovaných
řídicích systémů budov
považovala střední a východní Evropa
(srovnávající krok s vyspělými státy
EU15) a také vybraná jihovýchodní
asijská teritoria. Krize však mnohé
změnila. Řada rozhodnutých klientů
musela notně slevit ze svých požadavků
na komfort vybavení objektů. Někteří
se museli těchto záměrů i na čas zřeknout.
Neotupila však jejich odhodlání
řešit bezpečnost a vyšší energetickou
účinnost budov. Rostoucí ceny energetických
produktů a služeb mohou
na tempu vývoje, montáže a exploatace
automatizovaných systémů řízení
budov do budoucna jen přidat.
Vš echny kočky nejsou bílé
Touto dětskou říkánkou by se měli
v úvodní etapě řídit všichni, kdož
seriozně uvažují o nákupu a implementaci
vhodných automatizovaných
systémů řízení budov. Zformulovat
své představy a požadavky a dotyčnou
techniku volit primárně podle
její funkcionality a technologických
kapacit vybavované budovy.
Nejnižší úroveň zaujímají systémy
tzv. domácí automatizace (home
automation). Projekčně a provozně
se nejčastěji omezují na zapnutí
nebo vypnutí exaktního zařízení nebo
subsystému, zpravidla podle předem
naprogramovaného časového rozvrhu.
Každé takové zařízení nebo subsystém
operuje nezávisle, mnohdy
bez vazby na ostatní prvky.
Vyšší stupeň představuje systémová
integrace, kdy několik nainstalovaných
zařízení či subsystémů ovládá
jeden řídicí článek. Jednotlivé elementy
mohou navzájem kooperovat, anebo
na sebe působit. Ve vyšších typech
lze tyto subsystémy řídit i na dálku.
Vrcholný typ pak
představuje vzpomenutý
inteligentní dům
Samozřejmě, exaktní prvky a subsystémy
lze navrhnout, vyrobit,
namontovat a provozovat individuálně,
doslova podle přání a potřeb
klienta. Respektovat ovšem třeba
konkrétní technologické dispozice
a kapacity dotyčného objektu.
Peněz není nikdy nazbyt. Investice do
automatizace budov vždy byly a nadále
zůstávají vysoké. Přesto finanční
nároky nemohou fungovat jako určující
hledisko. Provozovatelům moderně
vybavených objektů se začnou vracet
časem v podobě benefitů za úspory
stále dražší energie a tepla, ve formě
vysokého komfortu při jejich využívání
a komplexní bezpečnosti apod.
Co čekat od příštích
systémů?
Technický vývoj v oboru i přes probíhající
ekonomickou krizi pokračuje.
Nové požadavky na automatizaci budov
vytvářejí adekvátní poptávku po nových
výzkumných aktivitách a konstrukčních
řešeních. Ukažme si to kupř. na komoditě
nových bezpečnostních systémů.
Nikoho dnes už neudiví technicky jednoduchá
čidla a systémy detekce kouře,
plynu, či lokálního požáru. K dispozici
jsou systémy pro kompletní ochranu
celistvosti budovy, pro diagnostiku
a signalizaci pokusů o její narušení.
Tvůrci jim postupně propůjčují i některé
speciální funkce: kupř. pro invalidní, či
zcela nepohyblivé osoby, pro dohledový
a bezpečnostní systém orientovaný
na malé děti atd. Nově senzory a světelné
závory dokáží detektovat pohyb
člověka či zvířete v objektu, prudký
nárůst vnitřní teploty, tříštění skla apod.
A pohotově o tom informovat příslušný
dispečink, eventuálně operativně
aktivovat některá bezpečnostní protiopatření.
Je-li to účelné, dokáží (individuálně,
anebo ve spolupráci s dalšími
subsystémy) simulovat přítomnost osob
v budově (kupř. náhodným rozsvěcováním
světel), signalizovat narušení
budovy sirénami nebo světelnými ukazateli
apod. Jistě i vy jste se už setkali
v českých objektech s moderní kódovací
a dekódovací technikou, s plejádou
nejrůznějších snímačů čipových karet,
IR (infra-red) a RF (radio-frequency)
systémy, s kamerovými CCTV systémy
(closedcircuit television), telefonními
a GSM modemy (pro informace o narušení
integrity objektu) apod.
Jedním z technických limitů pro
automatizaci provozu budov byly až
donedávna přenosové trasy a dostupné
systémy propojení pro přenos
dat a příkazů. Jak uvnitř, tak se sítěmi
mimo automatizované budovy.
Někdejší (zpravidla telefonní) kabely
doplnila varieta specializovaných
elektrických vodičů, světlovodná
vlákna, technika pro přenos dat vzduchem,
včetně televizních a rádiových
vln, satelitní zařízení aj.
Stranou pozornosti nezůstal ani silový
rozvod elektřiny. Dnes už neslouží
výhradně k rozvodu energie pro standardní
spotřebiče. Úspěšně se jej daří
exploatovat jako komunikační spojení
mezi jednotlivými zařízeními, aniž by
se v budovách vytyčovaly a provozovaly
další komunikační trasy. Signál
se moduluje na frekvenci silového
vedení, instalují se pasivní signálové
vazební členy, pro dálkové komunikace
zesilovací členy a do všech zařízení
se zavádí nulový vodič.
Postupně se prosazují sofistikované
HVAC (heating, ventilation and air
conditioning) systémy. Bdí nad cca
60-75 % spotřeby energie budovy
a jsou jedním ze základních technických
předpokladů pro zabezpečení
špičkového komfortu uživatelů budovy.
Neřídí pouze globální vstupy
energie a tepla do automatizovaného
objektu, ale i teplotu a základní parametry
vzduchu v jednotlivých místnostech,
společných halách a koridorech.
Takto vybavenou budovu není
třeba buď vytápět, nebo ochlazovat
celou. Je možné ji energeticky obhospodařovat
separátně (ve vytipovaných
zónách, nebo patrech) a zbylé
prostory jen temperovat.
Nové senzory přitom nemusí sledovat
výlučně teplotní či vlhkostní
data. Konkrétní modely dokáží indikovat,
zda došlo k otevření či zavření
dveří, zda jimi do objektu nepronikly
nežádoucí osoby či zvířata apod.
Automaticky lze dnes řídit systémy
rozvodu vody a plynu. Efekty přitom
nelze zužovat jen na nejznámější zařízení:
kupř. na ohřívače vody, na plynové
sporáky apod. Zásadní význam
má moderně řešené elektrické řízení
bezpečnostního ventilu. V případě
delší nepřítomnosti obyvatelů
v objektu, náhlé technické poruchy,
požárů apod. dokáže spolehlivě přerušit
přívod plynu, stejně jako vody.
ČR momentálně prochází 1. etapou
audiovizuální digitalizace. I přitom
mohou výrazně napomoci automatizované
systémy řízení budov, zvláště
při operativním řešení nových
požadavků na již existující instalační
systémy a kabeláž v objektech. Řadu
audio i vizuálních systémů lze dnes
automatizací zmodernizovat, navzájem
agregovat a podstatně zkvalitnit
jejich parametry. Ne vždy se ale přitom
vyhneme nákupu a montáži dalších
kabelových monster, rozsáhlým
a de facto zbytečným investicím do
up-gradingu stávajících sítí. Přitom už
existují technické kapacity pro postupný
přechod k rychlým, kapacitně rozsáhlým
nekabelovým instalacím.
Kam dospějí inteligentní
budovy?
Konstruktéři, architekti, výrobní, stavební
a montážní firmy i samotní uživatelé
automatizovaných budov si kladou
otázku, kam bude po skončené krizi
směřovat další výzkum v branži inteligentních
budov. Při rostoucích cenách
energií a paliv nepochybně do pokračujících
úspor a komplexní racionalizace
provozu energetických center a systémů.
Inteligentní budovy musí umět
efektivně hospodařit s fosilní energií
a teplem a zároveň pružně implementovat
samoobnovitelné zdroje. Lépe hospodařit
i s vodou (řízené systémy sběru
a distribuce užitkové dešťové vody).
Efektivně napomáhat k třídění a termickému
využití vznikajícího odpadu.
A logicky, posílit stávající vazbu řídicího
systému budovy s jejím okolím.
Nejenom tím že prohloubí její monitoring
a portfolio prostředků, jak ji průběžně
sledovat, ale i jak včas diagnostikovat
případné poruchy a ohrožení.
Inteligentní budovy – to je technická
výzva ještě pro tuto generaci.
/bs/
