Энергоэффективность и вопросы устойчивости умных зданий

Дискуссии об устойчивости и климате влекут за собой более высокие технологические требования и требования к энергоэффективности для систем в зданиях. Здания с нулевым уровнем выбросов являются провозглашенной целью ЕС и уже оговорены в европейских директивах по энергетическим характеристикам зданий. Кроме того, политическая воля к объединению секторов тепла, энергоснабжения и электронной мобильности формирует тенденцию к мониторингу энергии и состояния. Все более сложное техническое строительное оборудование сделает профилактическое обслуживание экономичным.

Составляющие систем автоматизации зданий, платформы и конкретные направления их развития в целом ряде ключевых аспектов будут определяться необходимостью эффективной организации профилактического обслуживания, мониторинга энергии и состояния объектов. Климатически нейтральные и экологичные здания логично оценивать с точки зрения энергопотребления. Они генерируют больше энергии, чем им нужно, либо для хранения энергии в здании, либо для передачи излишков энергии другим людям по соседству. Это вызывает необходимость в интеллектуальной сети с использованием интеллектуальных счетчиков и гибких тарифов для управления потоками энергии в зданиях в соответствии с потребностями сети.

Энергоменеджмент умных зданий

Работа интеллектуальной сети базируется на обмене данными между различными техническими областями и требует применения выверенной технологии измерения и контроля в здании.

Энергоменеджмент, в соответствии с ISO 50001, в многофункциональных зданиях с набором возможностей экономии подтолкнет к переходу к структурным подсчетам и регистрации измеренных значений для всех потоков энергии и сред в здании.

Реализация сбора подробных данных в сочетании с самообучающимися алгоритмами при мониторинге энергоресурсов позволяет в реальном времени анализировать потоки и потребление энергии. Такой подход дает возможность анализировать, отображать и корректировать корреляции различных измеренных значений.

Мониторинг состояния и традиционные подходы

Мониторинг состояния позволяет существенно модернизировать традиционные подходы к техническому обслуживанию. Традиционное техническое обслуживание инженерных систем зданий по графикам техобслуживания, как правило, не соответствует реальному техническому состоянию этих систем, так как среда в помещении, а также режим эксплуатации систем существенно влияют на срок их службы. Поэтому техническое обслуживание инженерного оборудования осуществляется либо слишком рано, либо слишком поздно. Несмотря на общую приемлемость такого подхода, можно столкнуться с нежелательным выходом из строя узлов оборудования.

Мониторинг состояния предпочтительнее, так как проблемы с установкой или оборудованием могут быть обнаружены и устранены по мере их возникновения, а также осуществляется точный прогноз оставшегося срока службы контролируемых компонентов. В свою очередь, срок службы увеличивается за счет индивидуальных планов технического обслуживания на основе данных, а расходы на техническое обслуживание снижаются за счет точечного технического обслуживания. Это приводит к высокой степени удовлетворенности клиентов и повышению конкурентоспособности, но требует оснащения дополнительной измерительной техникой и технологией радиопередачи. Полученные данные можно использовать для профилактического обслуживания через шину данных (проводную или беспроводную)¹.

Биоклиматические фасады

Одной из современных составляющих энергоэффективности зданий являются биоклиматические фасады². Функциональность такого фасада достаточно велика. Она позволяет комплексно учитывать в своей работе системы освещения, затенения, кондиционирования и отопления, что в итоге позволит:

1. Обеспечивать максимум естественного света за счет положения штор.
2. Выдавать искусственный свет, близкий к естественному.
3. Не допускать пересвета, перегрева и переохлаждения помещения.
4. Эффективно обновлять воздух на свежий, снижая СО2 и VOC за счет проветривания.
5. Создавать разумный баланс между энергоэффективностью и комфортом.
6. Улучшать самочувствие и настроение сотрудников.
7. Увеличивать производительность труда.

Цифровизация затрагивает все аспекты устойчивости. Она может обеспечить повышение эффективности за счет оптимизации, выходящей за рамки возможностей существующих систем управления зданием.

Здания завтрашнего дня

Снижение энергопотребления в умных зданиях – это не только возможность экономии денег, но и защита окружающей среды. Уменьшение энергетического следа здания приводит к сокращению производства энергии, большая часть которого по-прежнему зависит от сжигания ископаемого топлива, выделяющего углекислый газ. Интеллектуальное здание, оснащенное технологией, которая внимательно отслеживает и контролирует потребление энергии в зависимости от потребностей и ресурсов, представляется удобным для того, чтобы стать еще одним, все более востребованным, типом конструкции – зеленым зданием.

Интеллектуальная технология, позволяющая повысить операционную эффективность и экономию энергии, позволяет интеллектуальному зданию быть более экологически чистым и устойчивым. Здания, все более проектируемые для использования возобновляемых источников энергии для дополнения или даже замены энергии, поставляемой из сети, стремятся к статусу "здание с нулевым потреблением энергии", который, вероятно, станет следующим значимым маркером для нового поколения зданий.

Модель устойчивого строительства долгое время вращалась вокруг подхода к использованию строительных материалов и оборудования, который связывает сокращение потребления энергии с улучшенным проектированием физической инфраструктуры. Усовершенствования, полученные за счет оцифровки, могут стать новой целью в части экономии энергии в зданиях и снижения воздействия на окружающую среду.

Рис. 1. Функциональность биоклиматического фасада

"Цифровизация затрагивает все аспекты устойчивости. Она может обеспечить повышение эффективности за счет оптимизации, выходящей за рамки возможностей существующей системы управления зданием", – считает Руайри Ревелл, консультант по вопросам устойчивого развития в сфере недвижимости (Standard Life Investments).

Здания завтрашнего дня будут призваны к ответственности по многим направлениям – от улучшения пользовательского опыта до снижения энергопотребления, воздействия на окружающую среду и контроля эксплуатационных расходов.

Сегодня у нас есть не только умные здания, но и зеленые здания, здания с нулевым потреблением энергии и удобные для людей здания. Все они отражают ряд требований, касающихся улучшения зданий, и растущую уверенность в том, что они действительно могут это сделать. Но для этого потребуется сделать шаг назад, сначала оценить потребности, а затем двигаться вперед, развернув цифровые инструменты, которые действительно преобразят здания и их роль в искусственной среде.

Глобальная цифровизация в контексте автоматизации зданий

Массовая цифровизация явно меняет правила игры для зданий – от того, как они изначально задумывались и проектировались, до того, как они построены и в конечном итоге используются. Возможности применения цифровых технологий для создания в широком смысле и повсеместного улучшения опыта заинтересованных сторон в строительстве только начинают пониматься и цениться, особенно с помощью тех, кто обладает проверенным опытом в настройке эффективных интеллектуальных зданий.

"Проблема, с которой сталкиваются все потенциальные застройщики умных зданий, – говорит Татьяна Бостилс, директор по RPI и устойчивому развитию компании Hermes Investment Management³, – заключается в том, чтобы принять наличие необработанных возможностей за способность достигать четких, значимых результатов. Но это достижимо, когда человеческий интеллект и ноухау пересекаются с интеллектуальными цифровыми технологиями. В конце концов, это то, что будет создавать здания, которые действительно работают для людей, в требовательном XXI веке".

Представленный обзор ряда мнений и опыта специалистов ведущих мировых компаний приводит к выводу о том, что сегодня вопросы энергоэффективности и устойчивости находятся в неразрывной связи при реализации современных проектов. Более того, базой для их реализации выступают цифровые системы автоматизации зданий.

Таким образом, глобальная цифровизация становится инструментом для решения триединой задачи автоматизации зданий – комфорта, безопасности и энергоэффективности.