Энерго- и ресурсосберегающие интеллектуальные технологии становятся обязательным элементом любого современного проекта. Безопасная жизнедеятельность многофункциональных высотных и жилых объектов, спортивных комплексов, отелей невозможна без оснащения современными системами автоматизации, которые эффективно управляют отоплением и охлаждением, вентиляцией и кондиционированием, электроснабжением и освещением. Они также контролируют потребление энергоресурсов и обеспечивают надежное функционирование здания в течение всего жизненного цикла.
Площадкой для обсуждения современных энергосберегающих автоматизированных систем управления зданиями, различных аспектов их внедрения, особенностей проектирования, строительства и эксплуатации стала IV-я Международная научно-практическая конференция на тему: "Интеллектуальные здания и сооружения. Тенденции и перспективы". Организаторами мероприятия выступило Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь при поддержке редакции журнала "Архитектура и строительство".
О перспективах…
Всех участников конференции приветствовал главный редактор журнала "Архитектура и строительство" П. П. Ткачик. Он отметил, что сегодня назрела необходимость перехода от разговоров по данной теме к реальным действиям.
"Мы можем и умеем строить дома в пассивном исполнении, знаем границу перехода от пассивных зданий к активным. Научно-методическая и практическая поддержка, которой мы располагаем в лице зарубежных фирм-лидеров, позволяет нам намечать какие-то практические шаги в этом направлении, — заверил П. П. Ткачик. — В конце года в Беларуси будет построен мультикомфортный дом. Это позволит нам приблизиться к тем стандартам, которые выдвигает для себя Европейский Союз к 2020 году. К этому времени в ЕС здания без полноценной автоматики строить и эксплуатировать будет просто нельзя".
О концептуальных подходах к интеллектуализации зданий и сооружений говорилось в докладе заместителя директора по научной работе РУП "Институт БелНИИС", к. т. н. В. В. Конькова, который, к сожалению, не присутствовал на конференции, но любезно предоставил материалы своего выступления редакции газеты "РСГ". В своем докладе он отметил, что логика развития строительного комплекса Республики Беларусь, повышения требований к качеству и безопасности функционирования зданий и сооружений вплотную привела к необходимости их интеллектуализации. При этом следует учитывать различные требования заказчиков и инвесторов к возводимым объектам; функциональное назначение объектов; готовность вкладывать средства в повышение качественных характеристик этих объектов; финансовые возможности инвестора, готовность конкретного проектировщика и подрядчика к выполнению такого рода работ. Необходимо также установить градацию степени интеллектуализации зданий и сооружений.
"Без введения такой градации перед заказчиком или инвестором в ряде случаев возникает определенный моральный барьер при принятии решения о необходимости и целесообразности применения интеллектуальных систем на возводимом объекте, — подчеркнул В. В. Коньков. — Большинство специалистов и управленцев, не связанных непосредственно со сферой высоких технологий, знают о существовании такого понятия, как "интеллектуальное здание". Но зачастую подспудно понимают под этим здание, максимально насыщенное компьютерными и автоматизированными системами, регулирующими все аспекты его функционирования, т. е. что-то наподобие огромного кибернетического организма из фантастических фильмов".
Здесь, по мнению В. В. Конькова, обнаруживается существенный разрыв между компаниями, профессионально работающими в сфере интеллектуализации зданий, и инвесторами, которые принимают решение о том, чего они ожидают от проектируемого здания, каким оно должно быть. Первые прекрасно понимают все преимущества от применения интеллектуальных систем, но, увлекаясь понятными и привычными для них терминами, не всегда могут доходчиво и убедительно объяснить, какой экономический и социальный эффект при этом может быть получен. Именно это, по мнению В. В. Конькова, и является главной причиной медленного внедрения технических решений в массовое строительство. Он выделил, что в связи с этим необходимо последовательно и планомерно проводить разъяснительную и даже "популяризаторскую" работу в данном направлении.
"В качестве главных целей интеллектуализации зданий приняты комфорт, энергосбережение (ресурсосбережение), безопасность, — отмечено в докладе. — Комфорт обеспечивается благодаря отдельным устройствам и системам, контролирующим и поддерживающим заданный уровень температуры и влажности воздуха, содержание в нем тонкодисперсных частиц, окиси и двуокиси углерода, других газов. Обеспечение безопасности осуществляется путем установки систем пожарной сигнализации и защиты, систем защиты от проникновения, видеонаблюдения, мониторинга состояния несущих конструкций здания и других конструкций и систем. Задача не только энергосбережения (ресурсосбережения), т. е. экономии материальных, трудовых, финансовых ресурсов в процессе всего жизненного цикла здания, а в конечном счете и минимизация общих затрат на его содержание решается созданием таких режимов функционирования вышеуказанных систем, которые соответствовали бы принципу разумной достаточности".
Например, в период отсутствия в квартире людей нет необходимости поддерживать в ней комфортную температуру, она может быть установлена накануне прихода жильцов в заданное время или по срабатыванию входной двери, либо включена хозяином путем подачи сигнала через мобильный телефон, интернет.
В своей работе специалист подчеркнул, что для получения еще большего экономического эффекта необходима диспетчеризация, вывод всех систем интеллектуализации на единый диспетчерский пункт центров, а также создание центров, которые объединят группы зданий, кварталы или даже микрорайоны.
В завершение В. В. Коньков отметил, что сегодня начата разработка рекомендаций по проектированию, строительству и эксплуатации интеллектуальных зданий. После периода их практической апробации будет осуществлен следующий шаг — разработка технических нормативных правовых актов, регламентирующих применение интеллектуальных систем для различных типов зданий и сооружений, и даже обязательное применение этих систем в определенных, специально оговоренных случаях, в которых может быть достигнут максимальный социальный эффект.
О нулевом здании как автоматизированном системном объекте рассказал к. т. н., доцент кафедры интерьера и оборудования Белоруской государственной академии искусств Д. Д. Жуков. Он отметил, что актуальность энергоэффективности постоянно возрастает. Лишь использование ее потенциала во всех областях позволит человечеству вписаться в энергетические рамки, которые отвечают принципам устойчивого развития. Здесь имеется в виду экологически чистое, ресурсосберегающее производство и потребление энергии.
"Необходимо стремиться и к значительному повышению энергетических характеристик сооружений. Ограждающие конструкции с высоким уровнем теплозащитных свойств, эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, водоснабжения и канализации, а также освещения, экономичная бытовая техника — важнейшие элементы зданий с низким расходом энергии, — рассказал Д. Д. Жуков. — Но ключевую роль в одновременном достижении как энергоэффетивности, так и комфортабельности объектов, становящихся в этом случае интеллектуальными, играет их компьютеризированная автоматизация".
Он подчеркнул, что системы автоматизации, инсталлированные как в новых, так и существующих постройках, заметно уменьшают потребление ими энергии тепловой и электрической. К примеру, для обычных офисных зданий экономия ориентировочно до 25 % по теплу, до 40 % — по кондиционированию воздуха, до 60% — по освещению. Крупные и сложные в функциональном отношении сооружения обладают еще большим потенциалом экономии.
"Эффективность общей энергетической системы здания существенно возрастает, если она запроектирована в соответствии с принципами солнечной архитектуры, которые предписывают гармонично увязывать эстетические, конструктивные и инженерные стороны архитектурного объекта. Он должен быть и солнечным коллектором, и аккумулятором теплоты, и тепловой ловушкой. Только за счет климатически верных архитектурно-конструктивных решений можно сэкономить до 50 % тепловой и иной энергии по сравнению с вариантом, когда не учитываются принципы солнечной энергии", — рассказал Д. Д. Жуков.
В дополнение он подчеркнул, что движущей силой новой энергетической политики Европейского Союза служит директива 2010/31/EC по энергетическим характеристикам зданий EPBD2. Она устанавливает стандарт близкого к нулевому энергобаланса (нулевого энергопотребления) для новых зданий начиная с 2021 года. В Беларуси также все актуальнее становится как новое строительство энергоэффективных зданий, так и доведение существующих до надлежащего уровня энергоэффективности. В этой ситуации, по мнению специалиста, своевременно строительство в г. Дзержинске односемейного двухэтажного мультикомфортного дома. Сроится он с января 2012 года в соответствии с концепцией "Мультикомфортный дом — ISOVER", получившей развитие в 2005 году.
Следует отметить, что сооружения с близким к нулевому энергобалансом (или нулевые здания) значительно эффективнее прежних и должны генерировать большую долю необходимой им энергии самостоятельно.
"Новая энергетическая политика ЕС означает отсутствие централизации в производстве электроэнергии. Ее должны вырабатывать многочисленные децентрализованные установки — от фотоэлектрических панелей на крышах односемейных домов до оффшорных ветроэнергетических станций, — объяснил докладчик. — Для подключения всех производящих и потребляющих электричество компонентов предусматривается умная энергосеть — SmartGrid. Здания новой энергетической эпохи отличаются собственным генератором и аккумуляторами энергии, а также соответствующими системами управления и защиты. При этом умная сеть определяет, где и сколько энергии требуется и гармонизирует ее расход и поставку на местном уровне, причем с учетом наличия других потребителей и поставщиков электроэнергии".
Функционирование как отдельно нулевых зданий, так и умных энергосетей в целом немыслимо без соответствующих систем автоматизации. Развитие этой сферы в промышленно развитых странах мира с недавних пор начало стремительно развиваться.
Также Д. Д. Жуков рассказал, что неотъемлемыми элементами многих нулевых зданий как генераторов энергии должны быть и ветроэнергетические установки.
"По количеству солнечной энергии, поступающей на поверхность земли, Беларусь не уступает Германии, Японии и Канаде, где солнечная энергетика получила серьезное развитие, — отметил специалист. — На территорию нашей республики за год поступает солнечная энергия, суммарная величина которой эквивалентна 40 млрд т у. т. Общие ветроэнергетические ресурсы составляют более 220 млрд кВткч в год. Использование под ветроэнергетические нужды только 1 % белорусской территории позволяет за счет энергии ветра иметь около 3 млрд кВткч электроэнергии в год. Для этого необходимо до 8 тыс. ветроэнергетических установок мощностью 100–500 кВт. Значит, и в условиях Беларуси теоретически можно строить нулевые здания, оснащенные гелио- и ветротехникой".
В заключение он отметил, что сегодня начинается — пока в наиболее промышленно развитых странах — переход от сооружений-"пожирателей" энергии к зданиям — интеллектуальным потребителям, генераторам и хранилищам. При этом подобные "зеленые" нулевые объекты должны давать фору обычным постройкам в отношении безопасности и комфорта.
"Зеленое" здание: какое оно?
Как перейти от разговоров об энергосбережении к реальной экономии? Этим вопросом задалась представительница ООО "Сименс" (РФ) в Республике Беларусь, руководитель направления "Автоматизация и безопасность зданий" Е. В. Новокрещенная. Она отметила, что "зеленое здание" — энергоэффективное сооружение, в котором потребление энергии от централизованных источников стремится к нулю. Это экологически чистая постройка, от которой загрязнение окружающей среды стремится также к нулю, а жить в ней комфортно и удобно, ведь для этого созданы все условия. "Сегодня как никогда становится актуальным вопрос энергосбережения. Он поднимается в любых кругах: будь то частные лица или предприятия. Зачастую под экономией подразумевается урезание затрат, например, за счет покупки более дешевого оборудования или полного отказа от покупки запланированного, — отметила она. — Как же сделать так, чтобы действительно сэкономить средства, а не просто урезать затраты и при этом не только сохранить качество процесса, но и увеличить его?.." Чтобы ответить на эти вопросы, Е. В. Новокрещенная предложила проанализировать процесс потребления энергии в сооружениях. "Расход энергии в Европе распределяется следующим образом: транспорт — 28 %, промышленность — 31 %, здания — 41 %. Таким образом, основное потребление происходит в постройках. Из этого объема 85 % тратится на обогрев или охлаждение помещений, а 15 % — на освещение, — рассказала представительница ООО "Сименс". — К сожалению, многие недооценивают роль автоматизации в энергосбережении, полагая, что, утеплив стены и заменив окна, они предприняли основные меры. Однако на деле оказывается, что без качественного автоматического регулирования инженерные системы находятся практически в "ручном" режиме, и часто воздух прогревается выше достаточного для комфорта предела либо охлаждается более, чем это необходимо".
Чтобы представить потенциал экономии за счет автоматизации системы отопления, достаточно выяснить, на сколько градусов идет перегрев в помещении. Согласно исследованиям Научно-технического центра строительства зданий (CSTB, Франция), непреднамеренное повышение температуры на 1 оC приводит к неоправданному повышению энергопотребления на 6 %.
Е. В. Новокрещенная, отметила что, по данным исследований, проводимых во Франции, использование высококачественных индивидуальных комнатных контроллеров компании "Сименс" позволяет достичь 14 % энергосбережения.
Подводя итоги, она подчеркнула, что энергосбережение — самый экологически чистый источник энергии, а в инженерных системах путем усовершенствования автоматического управления — наиболее дешевый, но эффективный способ экономии.
Автоматизация должна дешеветь…
Об этом заявил в своем докладе коммерческий директор ООО "Статиба Бел" И. С. Бортницкий. Он подчеркнул, что домашняя автоматизация должна уходить из премиум-класса. Это, по его мнению, стратегическая задача производителей KNX-оборудования. И. С. Бортницкий внес предложение для проектных организаций позаботиться о завтрашнем дне и состоянии жилья, коммерческой недвижимости при сдаче подрядчиком заказчику.
"Пункт в характеристике продаваемого помещения — подготовка к внедрению автоматических систем — может стать одним из конкурентных преимуществ наряду с расположением, инфраструктурой, удобной парковкой и т. д., — объяснил И. С. Бортницкий. — Можно повысить привлекательность здания для потенциальных покупателей без увеличения сметной стоимости — заложить недорогую проводку для подключения KNX-модулей, оформить паспорт слаботочной проводки для каждого помещения".
И. С. Бортницкий высказал свое уважение идее, которую начали реализовывать производители KNX-оборудования, — создание гильдии мастеров домашней автоматизации, включая и технологию KNX: "Ведь важен не только бизнес, но и отношения между специалистами, поддержка и помощь в трудных ситуациях. В этом случае деньги остаются лишь средством, а не высшей целью".
Новое поколение оборудования для автоматизированных систем…
Менеджер SAUTER Building Inter-national по странам Восточной Европы (Базель, Швейцария) И. Резник отметил, что в "зеленых" зданиях датчики качества воздуха являются ключевым элементом в создании "устойчивого жизненного пространства".
"Температура, влажность и качество воздуха оказывают решающее влияние на благоприятный микроклимат в помещении. Если качество воздуха хорошее, люди чувствуют себя комфортно, и это играет важнейшую роль для здоровья, — рассказал И. Резник. — Здоровье, охрана и безопасность, удобство и выгода — основные аргументы эффективности работы датчиков качества воздуха". В заключение он добавил, что современным зданиям нужны современные технологии.
Презентовал продукцию своей компании — структурированные кабельные системы — инженер BTR NETCOM GmbH (Блумберг, Германия) О. Нойвирт.
Следует отметить, что основной сферой деятельности компании является разработка, производство и продажа пассивных и активных компонентов в области информационной техники и компонентов для автоматизации. О. Нойвирт отметил, что структурированные кабельные системы (СКС) следует рассматривать как долгосрочное капиталовложение в здание.
"СКС — это универсальная структурированная сеть помещения, здания, группы зданий, передача сигналов всех типов, включая медийную, речевую, сигналы датчиков в автоматизации, — объяснил инженер. — Основная особенность структурированных кабельных систем заключается в том, что она не требует модернизации, если построена по современным технологиям".
Основным недостатком СКС, по мнению специалиста, является относительно высокая cтоимость проектирования и монтажа. "Однако затраты компенсируются долговечностью", — резюмировал О. Нойвирт.
Директор ОДО "Белпромтехнологии" В. М. Давыдик привел примеры реализации автоматизированных систем управления зданием в Республике Беларусь и Европе.
"Столичный velcom-центр — это современный 10-этажный бизнес-центр площадью около 25 тыс. м2. Здание является хорошим примером внедрения инноваций и передовых технологий, в том числе в области автоматизации и энергоэффективности. В частности, здесь была применена система рекуперации тепла и воздуха. Тепло, которое поступает от расположенного в здании data-центра, идет на обогрев всего здания. Это позволяет обеспечить до 30 % экономии теплоэнергии, необходимой для обогрева помещений в зимнее время, — рассказал В. М. Давыдик. — Самым ярким примером является также Allianz Arena в г. Мюнхене. Благодаря улучшенному энергоменеджменту потребность в электроэнергии в свободные от игр дни упала с 40 000 кВт•ч до 20 000 кВт•ч. В дни состязаний потребление электроэнергии упало с 80 000 кВт•ч до 55 000–63 000 кВт•ч". Он отметил, что переход к строительству интеллектуальных зданий обусловлен ростом инвестиционной привлекательности подобных проектов не только за счет повышения эффективности использования инженерных систем, но и благодаря существенному снижению эксплуатационных расходов в течение всего жизненного цикла здания.
Таким образом, опыт и практика показывают, что только комплексный подход к построению систем автоматизации и диспетчеризации зданий с учетом специфики постройки позволит увеличить эффективность использования энергоресурсов, уменьшить затраты при проектировании, строительстве и эксплуатации здания и, следовательно, увеличить его инвестиционную привлекательность.