"Умные" здания XXI века: зарождение рынка

С термином «Intelligent Building» западный бизнес познакомился уже давно.

Позади первые робкие шаги, первые проблемы и первые ошибки. Налицо нет, пока еще не триумфальное шествие, но безусловная заинтересованность инвесторов, собственников и арендаторов в строительстве, эксплуатации и, конечно же, в окончательной стандартизации применяемых решений. Как следствие, вопрос о том, что же представляет собой «Intelligent Building», на Западе давно решен.

Зарождение рынка

В Московии все обстоит гораздо сложнее - мы все еще находимся на стадии определения нового для нас понятия. Калька с английского - словосочетание «интеллектуальное здание» (далее ИЗ) - слабо проясняет ситуацию. Какое здание считать просто автоматизированным, а за каким признать право на интеллект? Правда ли, что использование информационных технологий при оснащении здания равнозначно наделению его «разумом»? Подобные вопросы задают друг другу как специалисты, так и немногочисленные потенциальные заказчики.

Институт интеллектуального здания (Вашингтон) определяет так: «Intelligent Building - здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства благодаря оптимизации его четырех основных элементов: структуры, систем, служб и управления, а также обеспечивающее взаимодействие между ними».

К этой неопределенности добавляется целый ряд осложняющих факторов. Во-первых, это унаследованное от Запада отсутствие единого стандарта - на данный момент в области ИЗ продвигаются по крайней мере три совершенно разных технологии. Во-вторых, специфические «боевые условия», в которых проходит внедрение уже существующих решений, в частности, вечная борьба с существующими ГОСТами на инженерные коммуникации. И наконец, практически полное отсутствие в рядах инсталляторов российских компаний, предлагающих собственные разработки в области ИЗ. Большинство интеграторов занимаются внедрением на российскую почву готовых «западных» решений. По этой причине они и сами нередко называют себя инсталляторами.

Ясного понимания ситуации на рынке ИЗ в Московии нет ни у кого, включая самих инсталляторов. Григорий Дукаревич, заместитель генерального директора ЗАО «Engineering + Electronics», одного из организаторов недавно прошедшей в Москве конференции «Интеллектуальные здания: диалог предпринимателей», отмечает: «Некоторые компании активно занимаются популяризацией самой идеи интеллектуального здания. Они делают это для предварительного формирования рынка. Что из этого выйдет, покажет время. Статистики по реальному спросу на интеллектуальные здания в Московии, я думаю, нет ни у кого. Рынок сам подскажет, что ему нужно...» С ним соглашается генеральный директор компании «Интеллектуальные дома» Олег Павлов: «Простые потребители к внедрению технологий интеллектуального здания не готовы. Так что придется запастись терпением».

Таким образом, рынок интеллектуальных зданий в Московии еще только зарождается, предложение здесь заметно опережает спрос. Но тем, кто уже сейчас закладывает свое будущее, необходимо знать, что именно предлагают им сегодня. Какая точка зрения на интеллектуальное здание наиболее популярна? Каковы особенности внедрения ИЗ в российских условиях?

Куда летим-то?..

Украинские специалисты оперируют сегодня довольно странными определениями ИЗ, видимо, стараясь приспособить их к имеющимся ограниченным финансовым и техническим возможностям. Например, нередко приходится слышать, что ИЗ - это здание, обладающее универсальной структурированной кабельной системой (СКС). СКС представляет собой построенную по общепринятым открытым стандартам систему кабельной проводки внутри здания для создания коммуникационной сети масштаба предприятия, обеспечивающей передачу речи и данных. В несколько упрощенном и расширительном толковании СКС - это сеть, отвечающая определенным стандартам и объединяющая всю «слаботочку» здания.

СКС не включает в себя единую силовую сеть здания. Вместе их называют объединенной кабельной системой (СКС). Безусловно, инсталляторы занимаются всеми видами сетей, но поскольку силовая электросеть есть в каждом здании, предложения по построению СКС обычно не подменяют собой базовое понятие интеллектуального здания, как это происходит с СКС.

Невольно хочется спросить: «Как, и это все?!» Некоторые российские компании-инсталляторы, позиционирующие себя как создателей «умных» строений, на поверку оказываются поставщиками пусть технически непростого, но все же достаточно традиционного пакета услуг: проектирование, монтаж, наладка единой СКС в здании.

Впрочем, это довольно естественно, ведь самой концепцией ИЗ мы обязаны именно создателям СКС. Разработчики универсального решения для слаботочных систем стараются доказать, что оно может служить базой для более сложных задач. Без СКС - своего рода нервной системы здания - обеспечить его «интеллектуализацию» невозможно. И все же это лишь часть целого, один из важных признаков ИЗ, который, впрочем, нельзя считать основополагающим.

Одна из серьезных проблем автоматизированной службы безопасности - невозможность отследить действия каждого посетителя внутри здания. Запас специальных смарт-карт, обеспечивающих посетителям минимальный доступ, в теории выглядит довольно удачным решением,но в российской практике оборачивается неоправданно большими затратами.

Согласно другому подходу, ИЗ - это здание, оснащенное средствами автоматического контроля над всеми системами жизнеобеспечения. Однако на практике компании, занимающиеся ИЗ на рынке, нередко ограничиваются созданием единственной системы, выполняющей несколько однородных функций. Чаще всего это бывает техническая система безопасности, обеспечивающая возможность видеонаблюдения и слежения за внутренними помещениями и доступом в здание, а также противопожарная система.

Единого стандарта в данной области нет и пока, увы, не предвидится. Для непосвященного такая система чаще всего выглядит как монитор, отображающий несколько картинок, поступающих с видеокамер, датчиков и сенсоров, установленных по периметру здания и внутри него, а также информацию, считываемую с устройств доступа в здание. Похожее решение можно встретить в каждом втором офисе но есть ли это пресловутый интеллект?

Второе по популярности место занимает так называемая система управления зданием, выполняющая функции контроля за подсистемами освещения, вентиляции и кондиционирования. Получая данные от системы управления доступом в здание, она может автоматически регулировать режимы подачи тепла, воздуха и света в зависимости от числа людей в помещениях.

В качестве примера часто приводится реакция подобного «интеллектуального» здания на сигнал «Пожарная тревога!»: одновременное отключение основного и включение аварийного электропитания, автоматический спуск всех лифтов на первый этаж, отпирание замков аварийных и основных выходов и т. п. Казалось бы, пример «разума» здания налицо. Но не напоминает ли вам это знаменитые опыты с лягушачьей лапкой? По-видимому, и автоматизация систем жизнеобеспечения - тоже не более чем один из важных, но не основополагающих признаков ИЗ.

Мозговой центр

Так что же такое интеллектуальное здание? Толковый словарь трактует слова «интеллект» и «мышление» как способность «рассуждать, сопоставляя данные опыта, мысли, чувств и делая из них выводы». В таком случае здание, наделенное интеллектом, должно уметь собирать и обрабатывать множество самых разных данных, включая их комбинации, сопоставлять их и, в буквальном смысле слова, делать из них выводы: реагировать, опираясь как на имеющийся «опыт» (алгоритмы задействования разных систем, в том числе и тех, которые функционально друг с другом не связаны), так и на «чувства» (анализ событий, вывод подсказок и предупреждений).

И тут мы вплотную подходим к представлению о своего рода «мозге» здания, без которого и СКС («универсальная проводка», или «нервы»), и отдельные автономно действующие участки, демонстрирующие «двигательную активность» (автоматизация жизнеобеспечения, охранные системы и пр.). являются примерами скорее «зомбирования» здания, а отнюдь не проявления его интеллектуальной деятельности в полном смысле этого слова.

Действующие ГОСТы запрещают использовать разъемы в линиях, связывающих чувствительный элемент с извещателем датчика пожарной сигнализации. Это противоречит самой идее интеллектуального здания, имеющего единую кабельную сеть. Именно поэтому охранная и пожарная сигнализации часто выделяются в автономную систему, не входящую в состав СКС.

Различают два вида интеллектуального управления:распределенное и централизованное. Строго говоря, ни в одном из построенных до сей поры в Московии зданий, претендующих на звание интеллектуальных, управление нельзя назвать полностью централизованным. Дело в том, что многие инженерные подсистемы изначально не принадлежат самому зданию, например, если система сброса сточных вод обслуживается муниципальной службой.

Распределенное же управление подразумевает, что полный контроль над некоторыми службами и сервисами будет невозможен. Тем не менее, сбор данных о них, управление ими внутри системы здания и внешнее взаимодействие с управляющими службами все же можно организовать на уровне единого интерфейса или операторских служб.

Итак, интеллектуальное управление подразумевает совокупность стандартов, принципов и протоколов, которые объединяют разные устройства и приборы в единый организм. По мнению западных специалистов, на данный момент реализация даже самого совершенного проекта интеллектуального здания позволяет достичь уровня ДО-60% от теоретически возможного. И дело тут, конечно же, не только в отсутствии единых стандартов - по объективным оценкам, средняя стоимость добротной «интеллектуализации» колеблется от $150 до $500 за квадратный метр. Причем стоимость самих IT-продуктов составляет всего 5-10% от общей стоимости здания, а вот его инженерные системы «съедают» до 40% этой суммы.

Сроки же фактической окупаемости подобного проекта представители компаний-инсталляторов называют самые разные: от 3 до 20 лет. Первую цифру можно смело относить к блестящим маркетинговым ходам, а вот вторая куда ближе к истине. Иными словами, настоящий интеллект обходится действительно дорого.

И все же, когда речь идет о малых и средних офисах, а также о наших домах, которые хочется сделать хотя бы немного «умнее», совсем необязательно ждать, пока разработчики и производители наконец согласуют свои мнения по поводу стандартов и протоколов. Для того чтобы будущее наступило уже сегодня и не повлекло за собой особых затрат, понадобится сеть Ethernet и сервер, оснащенный несколькими контроллерами XI0, CEBus и RreWire.

Основные подсистемы интеллектуального здания

Автономные службы муниципальной принадлежности:
• центральное отопление;
• центральное водоснабжение;
• силовое электроснабжение;
• сброс сточных вод и системы канализации.

Автономные службы, курируемые соответствующими государственными службами:
• пожарная сигнализация;
• городская телефонная сеть.

Собственные сервисы:
А. Силовая электросеть:
• освещение (внутренне и внешнее);
• офисное оборудование, устройства и приборы;
• специальное электрооборудование. Б. Системы безопасности:
• управление доступом;
• охранная и тревожная сигнализация;
• охранное видеонаблюдение;
• пожарная сигнализация
• пожарное оповещение;
• пожаротушение;
• дымоудаление и огнезащита.
В. Системы коммуникаций:
• телефония;
• локальная вычислительная сеть;
• подключение к внешним сетям связи (например, к Интернету);
• эфирное, кабельное и спутниковое телевидение;
• радиотрансляционная сеть и громкая связь;
• оборудование для видеоконференций.
Г. Интегрированные системы управления:
• защита информации;
• учет рабочего времени;
• учет потребления энергии (энергосбережение);
• вентиляция, кондиционирование, поддержание микроклимата;
• резервирование и дублирование элементов других систем.
Д. Специфическое оборудование:
• световая реклама;
• электронные часы;
• табло курсов валют и пр.


Обзор технологий

В начале статьи мы упоминали об отсутствии на сегодня единого открытого стандарта ИЗ. На рынке присутствует сразу три основных и два второстепенных стандарта, обеспечивающих большие или меньшие возможности интеллектуального управления зданием.

LonWorks (www.lonmark.org)
Разработка компании Echelon Corporation. Изначально стандарт создавался для HVAC-систем (систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). LonWorks имеет сильные позиции в Европе в качестве основного стандарта для ИЗ. В основе технологии лежит специализированная микросхема Neuron, производимая

Echelon, Motorola и Toshiba. Она объединяет в себе как функции взаимодействия с конечными устройствами, так и работу с сетью. LonWorks работает по маршрутизируемому протоколу LonTalk, позволяющему подключать устройства по любым каналам связи. Имеется обширная линейка совместимых с LonWorks устройств от крупных производителей -Honeywell, ABB, Elary, MSQuery, Graham. Поддерживается ассоциацией EIBG (European Intelligent Building Group), в которую входят такие компании, как AMR Lucent, Andover Controls, BICC, Honeywell, Johnson Controls, Legrand и многие другие. Популяризацией стандарта занимается также ассоциация LonMark, созданная в 1994 году и объединяющая производителей и инсталляторов Lon-продуктов.

BACNet (www.bacnet.org)
Building Automation Control Network (протокол для сетей контроля и автоматизации зданий). Стандарт был разработан в 1995 году американским обществом инженеров по отоплению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Уже несколько лет является национальным стандартом США. Принцип действия BACNet основан на использовании программируемых контроллеров, которые выступают как промежуточное звено между любыми устройствами, объединенными в сеть при помощи различных физических сред. BACNet имеет маршрутизируемый протокол, который интегрируется с компьютерными сетями при помощи маршрутизаторов. Его поддерживает целая линейка BACNet-coвместимых аппаратных и программных средств управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха, маркированных как BACTalk. Дальнейшему продвижению стандарта препятствует то, что данное решение используется в основном для модернизации уже существующих и не совместимых с BACNet систем автоматизации зданий.

EIB (www.eiba.com)
Стандарт European Installation Bus разработан ассоциацией EIBA. Он регламентирует объединение всех управляющих электросистем здания двух-жильным кабелем - шиной EIB - со скоростью передачи данных между ЕIВ-совместимыми устройствами 9600 бод. Наиболее популярной шинной системой стандарта EIB является немецкая Instabus, превоначально разработанная для управления системами промышленного предприятия. Также широко применяется шинная радиосистема Gira, которая является радиоуправляемым сегментом Instabus. Система управления, основанная на данном стандарте, должна монтироваться, как минимум, перед отделочными работами в здании, а в идеале еще во время строительства. Основными производителями линейки устройств стандарта EIB (на данный момент включает в себя около 4000 сертифицированных изделий) выступают компании ABB, Berker, Busch-Jaeger, GIRA. JUNG, Merten, SIEMENS.

CEBus (www.cebus.org)
Открытый стандарт Consumer Electronic Bus (шина бытовой электроники) был утвержден в 1992 году и продвигается Ассоциацией электронной промышленности (EIA). Исполнительные устройства взаимодействуют между собой через роутеры и мосты, соединяющие различные носители сигналов и данных. Управляющий сигнал передается по проводам бытовой электросети, витой паре или коаксиальному кабелю в радиочастотном или инфракрасном диапазоне. CEBus-устройства подключаются к работающей сети по принципу Plug and Play, их взаимодействие программируется на объектно-ориентированном языке Common Application Language. Скорость обмена данными не зависит от типа носителя и достигает 10 000 бит/с. Стандарт открытый и любая компания может производить оборудование, работающее по протоколу CEBus.

X10 (www.x 10.com)
Стандарт разработан в 1978 году для оснащения уже готовых жилищ. Использует двунаправленную пересылку сигналов через обычную электропроводку переменного тока. Предусмотрена также возможность управления модулями системы по радио. Обычно модули включаются в существующую сеть напряжением 220 В частотой 50 Гц (в розетки, патроны светильников). Но существующие ограничения стандарта позволяют подключать к электросети здания не более 256 устройств, совместимых с Х10. Скорость передачи данных по силовой линии составляет 1200 бод. Количество подключаемых устройств и скорость передачи данных можно увеличить за счет использования интерфейсного провода RS-485. ПО для управления модулями Х-10 продается несколькими компаниями, среди которых выделяется Home Automated Living, чей пакет HAL 2000 содержит также средства для доступа к домашней системе автоматизации по телефонным линиям. Стандарт активно продвигается на российском рынке как основное средство «интеллектуализации» квартир, коттеджей и малых офисов.