"Розумні" будівлі XXI століття: зародження ринку

З терміном «Intelligent Building» західний бізнес познайомився вже давно.

Позаду перші боязкі кроки, перші проблеми і перші помилки. У наявності ні, поки ще не тріумфальний хід, але безумовна зацікавленість інвесторів, власників і орендарів у будівництві, експлуатації і, звичайно ж, в остаточній стандартизації застосовуваних рішень. Як наслідок, питання про те, що ж являє собою «Intelligent Building», на Заході давно вирішене.

Зародження ринку

В Україні все йде набагато складніше - ми все ще перебуваємо на стадії визначення нового для нас поняття. Калька з англійської - словосполучення «інтелектуальний будинок» (далі ІЗ) - слабо прояснює ситуацію. Яке будівлю вважати просто автоматизованим, а за яким визнати право на інтелект? Чи правда, що використання інформаційних технологій при оснащенні будинку рівнозначно наділення його «розумом»? Подібні питання задають один одному як фахівці, так і нечисленні потенційні замовники.

Інститут інтелектуальної будівлі (Вашингтон) визначає так: «Intelligent Building - будівля, що забезпечує продуктивне й ефективне використання робочого простору завдяки оптимізації його чотирьох основних елементів: структури, систем, служб і управління, а також забезпечує взаємодію між ними».

До цієї невизначеності додається цілий ряд ускладнюючих факторів. По-перше, це успадковане від Заходу відсутність єдиного стандарту - на даний момент в області ІЗ просуваються принаймні три абсолютно різних технології. По-друге, специфічні «бойові умови», в яких проходить впровадження вже існуючих рішень, зокрема, вічна боротьба з існуючими ГОСТами на інженерні комунікації. І нарешті, практично повна відсутність в рядах інсталяторів  компаній, що пропонують власні розробки в області ІЗ. Більшість інтеграторів займаються впровадженням на  ґрунт готових «західних» рішень. З цієї причини вони і самі нерідко називають себе інсталяторами.

Ясного розуміння ситуації на ринку ІЗ в Україні немає ні у кого, включаючи самих інсталяторів.  «Деякі компанії активно займаються популяризацією самої ідеї інтелектуальної будівлі. Вони роблять це для попереднього формування ринку. Що з цього вийде, покаже час. Статистики по реальному попиту на інтелектуальні будівлі в Україні  я думаю, немає ні у кого. Ринок сам підкаже, що йому потрібно .

Таким чином, ринок інтелектуальних будівель в Україні ще тільки зароджується, пропозиція тут помітно випереджає попит. Але тим, хто вже зараз закладає своє майбутнє, необхідно знати, що саме пропонують їм сьогодні. Яка точка зору на інтелектуальний будинок найбільш популярна? Які особливості впровадження ІЗ в українських умовах?

Куди летимо?..

Українські фахівці оперують сьогодні досить дивними визначеннями ІЗ, мабуть, намагаючись пристосувати їх до наявних обмеженим фінансовим і технічним можливостям. Наприклад, нерідко доводиться чути, що ІЗ - це будівля, що має універсальну структуровану кабельну систему (СКС). СКС являє собою побудовану за загальноприйнятими відкритим стандартам систему кабельної проводки всередині будівлі для створення комунікаційної мережі масштабу підприємства, що забезпечує передачу мови і даних. В дещо спрощеному і розширювальному тлумаченні СКС - це мережа, що відповідає певним стандартам і об'єднує всю «слаботочку» будівлі.

СКС не включає в себе єдину силову мережу будинку. Разом їх називають об'єднаної кабельної системою (СКС). Безумовно, інсталятори займаються всіма видами мереж, але оскільки силова електромережа є в кожному будинку, пропозиції з побудови СКС зазвичай не підміняють собою базове поняття інтелектуальної будівлі, як це відбувається з СКС.

Мимоволі хочеться запитати: «Як, і це все?!» Деякі українські компанії-інсталятори, що позиціонують себе як творці «розумних» будівель, на перевірку виявляються постачальниками нехай технічно непростого, але все ж достатньо традиційного пакету послуг: проектування, монтаж, налагодження єдиної СКС в будівлі.

Втім, це досить природно, адже самою концепцією ІЗ ми зобов'язані саме творцям СКС. Розробники універсального рішення для слабко-струмових систем намагаються довести, що воно може служити базою для більш складних завдань. Без СКС - свого роду нервової системи будівлі - забезпечити його «інтелектуалізацію» неможливо. І все ж це лише частина цілого, один з важливих ознак ІЗ, який, втім, не можна вважати основним.

Одна з серйозних проблем автоматизованої служби безпеки - неможливість відстежити дії кожного відвідувача всередині будівлі. Запас спеціальних смарт-карт, що забезпечують відвідувачам мінімальний доступ, в теорії виглядає досить вдалим рішенням, але в український практиці обертається невиправдано великими витратами.

Відповідно до іншого підходу,ІЗ - це будівля, оснащена засобами автоматичного контролю над усіма системами життєзабезпечення. Однак на практиці компанії, що займаються ІЗ на українському ринку, нерідко обмежуються створенням єдиної системи, що виконує кілька однорідних функцій. Найчастіше це буває технічна система безпеки, що забезпечує можливість відеоспостереження і спостереження за внутрішніми приміщеннями та доступом до будівлі, а також протипожежна система.

Єдиного стандарту в цій галузі немає і поки, на жаль, не передбачається. Для необізнаного така система найчастіше виглядає як монітор, що відображає кілька картинок, що надходять з відеокамер, датчиків і сенсорів, встановлених по периметру будівлі і всередині нього, а також інформацію, що зчитується з пристроїв доступу до будівлі. Схоже рішення можна зустріти в кожному другому офісі але чи є це горезвісний інтелект?

Друге за популярністю місце займає так звана система управління будівлею, що виконує функції контролю за підсистемами освітлення, вентиляції і кондиціювання. Отримуючи дані від системи управління доступом до будівлі, вона може автоматично регулювати режими подачі тепла, повітря і світла в залежності від числа людей у ​​приміщеннях.

Як приклад часто наводиться реакція подібного «інтелектуального» будівлі на сигнал «Пожежна тривога!»: Одночасне відключення основного і включення аварійного електроживлення, автоматичний спуск всіх ліфтів на перший поверх, відмикання замків аварійних та основних виходів і т. п. Здавалося б, приклад «розуму» будівлі наявності. Але чи не нагадує вам це знамениті досліди з жаб'ячої лапкою? Мабуть, і автоматизація систем життєзабезпечення - теж не більше ніж один із важливих, але не основоположних ознак ІЗ.

Мозковий центр

Так що ж таке інтелектуальна будівля? Тлумачний словник трактує слова «інтелект» і «мислення» як здатність «міркувати, зіставляючи дані досвіду, думки, почуттів і роблячи з них висновки». В такому випадку будинок, наділений інтелектом, має вміти збирати й обробляти безліч різних даних, включаючи їх комбінації, зіставляти їх і, в буквальному сенсі слова, робити з них висновки: реагувати, спираючись як на наявний «досвід» (алгоритми задіяння різних систем , в тому числі і тих, які функціонально одна з одною не пов'язані), так і на «почуття» (аналіз подій, висновок підказок і попереджень).

І тут ми впритул підходимо до уявлення про свого роду «мозку» будівлі, без якого і СКС («універсальна проводка», або «нерви»), і окремі автономно діючі ділянки, що демонструють «рухову активність» (автоматизація життєзабезпечення, охоронні системи та пр .). є прикладами скоріше «зомбування» будівлі, а аж ніяк не прояви його інтелектуальної діяльності в повному сенсі цього слова.

Діючі  ГОСТи забороняють використовувати роз'єми в лініях, що пов'язують чутливий елемент з сповіщувачем датчика пожежної сигналізації. Це суперечить самій ідеї інтелектуальної будівлі, що має єдину кабельну мережу. Саме тому охоронна і пожежна сигналізації часто виділяються в автономну систему, що не входить до складу СКС.

Розрізняють два види інтелектуального управління: розподілене і централізоване. Строго кажучи, ні в одному з побудованих до цієї пори в Україні будівель, що претендують на звання інтелектуальних, управління не можна назвати повністю централізованим. Справа в тому, що багато інженерні підсистеми спочатку не належать самій будівлі, наприклад, якщо система скидання стічних вод обслуговується муніципальної службою.

Розподілене ж управління має на увазі, що повний контроль над деякими службами і сервісами буде неможливий. Тим не менш, збір даних про них, управління ними всередині системи будівлі і зовнішнє взаємодія з керуючими службами все ж можна організувати на рівні єдиного інтерфейсу або операторських служб.

Отже, інтелектуальне управління має на увазі сукупність стандартів, принципів і протоколів, які об'єднують різні пристрої та прилади в єдиний організм. На думку західних фахівців, на даний момент реалізація навіть найдосконалішого проекту інтелектуальної будівлі дозволяє досягти рівня ДО-60% від теоретично можливого. І справа тут, звичайно ж, не тільки у відсутності єдиних стандартів - з об'єктивними оцінками, середня вартість добротної «інтелектуалізації» коливається від $ 150 до $ 500 за квадратний метр. Причому вартість самих IT-продуктів становить усього 5-10% від загальної вартості будинку, а ось його інженерні системи «з'їдають» до 40% цієї суми.

Терміни ж фактичної окупності подібного українського проекту представники компаній-інсталяторів називають різні: від 3 до 20 років. Першу цифру можна сміливо відносити до блискучого маркетинговим ходам, а ось друга куди ближче до істини. Іншими словами, справжній інтелект обходиться дійсно дорого.

І все ж, коли мова йде про малі і середні офіси, а також про наші будинки, які хочеться зробити хоча б трохи «розумніші», зовсім необов'язково чекати, поки розробники і виробники нарешті узгодять свої думки з приводу стандартів і протоколів. Для того щоб майбутнє настало вже сьогодні і не спричинило за собою особливих витрат, знадобиться мережа Ethernet і сервер, оснащений кількома контролерами XI0, CEBus і RreWire.

Основні підсистеми інтелектуального будинку

Автономні служби муніципальної приналежності:
• центральне опалення;
• центральне водопостачання;
• силове електропостачання;
• скидання стічних вод та системи каналізації.

Автономні служби, підвідомчих відповідними державними службами:
• пожежна сигналізація;
• міська телефонна мережа.

Власні сервіси:
А. Силова електромережу:
• освітлення (внутрішньо і зовнішнє);
• офісне обладнання, пристрої та прилади;
• спеціальне електрообладнання. Б. Системи безпеки:
• управління доступом;
• охоронна та тривожна сигналізація;
• охоронне відеоспостереження;
• пожежна сигналізація
• пожежне оповіщення;
• пожежогасіння;
• димовидалення і вогнезахист.
Б. Системи комунікацій:
• телефонія;
• локальна обчислювальна мережа;
• підключення до зовнішніх мереж зв'язку (наприклад, до Інтернету);
• ефірне, кабельне та супутникове телебачення;
• радіотрансляційна мережа і гучний зв'язок;
• обладнання для відеоконференцій.
В. Інтегровані системи управління:
• захист інформації;
• облік робочого часу;
• облік споживання енергії (енергозбереження);
• вентиляція, кондиціювання, підтримання мікроклімату;
• резервування і дублювання елементів інших систем.
Г. Специфічне устаткування:
• світлова реклама;
• електронний годинник;
• табло курсів валют і пр.

Огляд технологій

На початку статті ми згадували про відсутність на сьогодні єдиного відкритого стандарту ІЗ. На ринку присутня відразу три основних і два другорядних стандарти, забезпечують більші чи менші можливості інтелектуального управління будівлею.

LonWorks (www.lonmark.org)
Розробка компанії Echelon Corporation. Спочатку стандарт створювався для HVAC-систем (систем опалення, вентиляції та кондиціювання повітря). LonWorks має сильні позиції в Європі в якості основного стандарту для ІЗ. В основі технології лежить спеціалізована мікросхема Neuron, вироблена

Echelon, Motorola і Toshiba. Вона об'єднує в собі як функції взаємодії з кінцевими пристроями, так і роботу з мережею. LonWorks працює за маршрутизуються протоколу LonTalk, що дозволяє підключати пристрої з будь-яких каналах зв'язку. Є велика лінійка сумісних з LonWorks пристроїв від великих виробників-Honeywell, ABB, Elary, MSQuery, Graham. Підтримується асоціацією EIBG (European Intelligent Building Group), до якої входять такі компанії, як AMR Lucent, Andover Controls, BICC, Honeywell, Johnson Controls, Legrand та багато інших. Популяризацією стандарту займається також асоціація LonMark, створена в 1994 році і об'єднує виробників і інсталяторів Lon-продуктів.

BACNet (www.bacnet.org)
Building Automation Control Network (протокол для мереж контролю та автоматизації будівель). Стандарт був розроблений в 1995 році американським суспільством інженерів з опалення та кондиціювання повітря (ASHRAE). Уже кілька років є національним стандартом США. Принцип дії BACNet заснований на використанні програмованих контролерів, які виступають як проміжна ланка між будь-якими пристроями, об'єднаними в мережу за допомогою різних фізичних середовищ. BACNet має маршрутизацію протокол, який інтегрується з комп'ютерними мережами за допомогою маршрутизаторів. Його підтримує ціла лінійка BACNet-cумісних апаратних і програмних засобів управління опаленням, вентиляцією та кондиціюванням повітря, маркованих як BACTalk. Подальшому просуванню стандарту перешкоджає те, що дане рішення використовується в основному для модернізації вже існуючих і не сумісних з BACNet систем автоматизації будівель.

EIB (www.eiba.com)
Стандарт European Installation Bus розроблений асоціацією EIBA. Він регламентує об'єднання всіх керуючих електросистем будівлі двох-жильним кабелем - шиною EIB - зі швидкістю передачі даних між ЕIВ-сумісними пристроями 9600 бод. Найбільш популярною шинної системою стандарту EIB є німецька Instabus, початково розроблена для управління системами промислового підприємства. Також широко застосовується шинна радіосистема Gira, яка є радіокерованим сегментом Instabus. Система управління, заснована на даному стандарті, повинна монтуватися, як мінімум, перед оздоблювальними роботами в будівлі, а в ідеалі ще під час будівництва. Основними виробниками лінійки пристроїв стандарту EIB (на даний момент включає в себе близько 4000 сертифікованих виробів) виступають компанії ABB, Berker, Busch-Jaeger, GIRA. JUNG, Merten, SIEMENS.

CEBus (www.cebus.org)
Відкритий стандарт Consumer Electronic Bus (шина побутової електроніки) був затверджений в 1992 році і просувається Асоціацією електронної промисловості (EIA). Виконавчі пристрої взаємодіють між собою через роутери і мости, що з'єднують різні носії сигналів та даних. Керувальний сигнал передається по проводах побутової електромережі, витій парі або коаксіальному кабелю в радіочастотному або інфрачервоному діапазоні. CEBus-пристрої підключаються до працюючої мережі за принципом Plug and Play, їх взаємодія програмується на об'єктно-орієнтованої мови Common Application Language. Швидкість обміну даними не залежить від типу носія і досягає 10 000 біт / с. Стандарт відкритий і будь-яка компанія може виробляти обладнання, що працює по протоколу CEBus.

X10 (www.x 10.com)
Стандарт розроблений в 1978 році для оснащення вже готового житла. Використовує двонаправлене пересилання сигналів через звичайну електропроводку змінного струму. Передбачена також можливість керування модулями системи по радіо. Зазвичай модулі включаються в існуючу мережу напругою 220 В частотою 50 Гц (в розетки, патрони світильників). Але існуючі обмеження стандарту дозволяють підключати до електромережі будівлі не більше 256 пристроїв, сумісних з Х10. Швидкість передачі даних по силовій лінії складає 1200 бод. Кількість підключаються пристроїв і швидкість передачі даних можна збільшити за рахунок використання інтерфейсного дрота RS-485. ПО для управління модулями Х-10 продається кількома компаніями, серед яких виділяється Home Automated Living, чий пакет HAL 2000 містить також засоби для доступу до домашньої системі автоматизації по телефонних лініях. Стандарт активно просувається на  ринку як основний засіб «інтелектуалізації» квартир, котеджів і малих офісів.