Интеграциия системы мониторинга и управления инженерными системами зданий с массовым пребыванием людей

ИНТЕГРАЦИИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ ЗДАНИЙ С МАССОВЫМ

ПРЕБЫВАНИЕМ ЛЮДЕЙ

Деменев А.В.

Павлов Н.Л.

INTEGRATION MONITORING AND CONTROL ENGINEERING SYS-TEMS OF BUILDINGS WITH MASS STAY OF PEOPLE Demenev A.V. Pavlov N.L.

АННОТАЦИЯ

Вопрос мониторинга и автоматизации управления техническим состоянием инженерных систем зданий с массовым пребыванием людей является определяющим фактором обеспечения безопасных и комфортных условий нахождения людей в здании. Решение этоговопроса даёт возможность в любой момент времени иметь исчерпывающие данные о работе систем жизнеобеспечения здания и уверенность в соответствии нормам условий пребывания людей в здании.

Мониторинг и автоматизация включают в себя постоянный системный надзор за состоянием устройств энергопитания, кондиционирования, вентиляции, оценку и прогноз соответствия их реального состояния, установленным эксплуатационным нормам прочности, с регистрацией данных в отчетной документации.

Данная статья посвящена обзору этапов проектной интеграции и фактической реализации технологии, позволяющей эффективно управлять эксплуатацией зданий и сооружений с массовым пребыванием людей путем автоматизированного управления инженерных систем жизнеобеспечения объекта.

Основные проблемы рассмотрены в данной статье: условия для успешной организации безопасной эксплуатации, за счет эффективного технического мониторинга состояния здания; поддержка тенденции к экономии ресурсов, времени и средств на определенных этапах жизненного цикла зданий и сооружений.

Цель - освящение этапов интеграции технологии эффективного управления инженерными системами зданий и сооружений. Информационный мониторинг является частью системы информационного моделирования зданий (BIM) при эксплуатации объектов недвижимости является актуальным направлением и предполагает решение проблем.

Область применения результатов: организация безопасной эксплуатации, за счет эффективного технического мониторинга состояния здания; объективное моделирование состояние условия эксплуатации в будущем, на основе инженерных методик расчета; оптимизация объема и качества строительства, а также значительную экономию ресурсов времени и средств на всех этапах жизненного цикла здания и сооружения.

ABSTRACT

Issue monitoring and automation of technical condition of the building sySems with a massive Say of people is a decisive factor to ensure safe and comfortable conditions for finding people in the building. The resolution of this issue enables at any time to have comprehensive data on life-support sySems and building confidence in the compliance of the conditions people Saying in the building.

Monitoring and automation include continuous sySem supervision over energy supplies, air conditioning, ventilation, evaluate and forecaS that their the actual Sate of the eSablished operational Sandards of Srength, with regiSration data in records.

This article is devoted to the review Sages of project integration and actual implementation technology allows you to effectively manage the operation of buildings and Sructures with mass Say of people through automated control engineering sySems facility.

The main issue addressed in this article: conditions for the successful organization of safe operation through effective technical monitoring of the condition of the building; the trend towards saving resources, time and money at certain Sages of the life cycle of buildings and Sructures.

The purpose of the technology integration Sages-consecration of the effective management of engineering sySems of buildings and Sructures. Information monitoring is part of building information modeling (BIM) in the operation of real eSate objects is relevant direction and involves problem solving.

The scope of results: Organization of safe operation through effective technical monitoring of the condition of the building; objective Satus of the simulation conditions operation in the future, based on engineering methods of calculation; optimization of the volume and quality of conSruction, as well as significant savings of time and money at all Sages the life cycle of buildings and Sructures.

Ключевые слова: Информационный мониторинг; эксплуатация; здания и сооружения; массовое пребывание; автоматизация инженерных систем.

Keywords: information monitoring; operation; buildings and Sructures; mass Say; automation engineering sySems.

Введение

Для существующих и строящихся зданий применение новых технологий эксплуатации конструкций и инженерных систем является актуальной задачей. Объектом исследования является: автоматизированное управление и мониторинг инженерных систем здания.

Под понятие «инженерные», попадают следующие системы: вентиляции; кондиционирования; теплоснабжения;

водоснабжения; холодоснабжения; электроснабжения; электроосвещения; пожарной сигнализации; охранной сигнализации; видеонаблюдения; видеодомофонной связи; системы оповещения и управления эвакуацией; контроля доступа, телекоммуникации.

Все перечисленные системы нам предстоит объединить в единое информационное поле. В свою очередь базирующееся на устройствах четырёх групп:

• Управляющее устройство (контроллер - хаб), соединяющее все элементы друг с другом и связывающее систему с устройствами пользователей;

• Сенсоры (датчики) - устройства, получающие информацию о внешних условиях;

• Устройства для обработки и хранения данных, включая использование «облачных» сервисов;

• Исполнительные устройства (актуаторы) - непосредственно исполняющие команды. Это группа, в которую входят автоматические выключатели, автоматические розетки, автоматические клапаны для труб, сирены, климат-контроллеры.

Этапы проектирования системы автоматизации и мониторинга состояния

Согласно ГОСТ 34 (ГОСТ 34.601-90) жизненный цикл процесса создания автоматизированной системы состоит из следующих стадий:

1. Формирование требований к автоматизированной системе

2. Разработка концепции автоматизированной системы

3. Формирование технического задания

4. Выполнение эскизного проекта

5. Подготовка технического проекта. Включает в себя создание информационной модели

6. Выполнение рабочей документации

7. Ввод в действие системы

8. Сопровождение автоматизированной системы

Выбор способов автоматизации и мониторинга

Выбор исходит из сформированных требований к АСУ

и заключается в определении стандарта будущего оборудования автоматизации и программы диспетчеризации, которая объединит логическую систему устройств обработки и хранения данных в интерфейсную систему взаимодействия с мобильными устройствами персонала, осуществляющего текущую эксплуатацию.

Различие заключается в определенных топологиях сетей различного стандарта оборудования. Количество стандартов на данный момент обусловлено 55-летней историей развития концепции управления и мониторинга системами зданий и сооружений, начавшейся с изобретения устройства плавной регулировки освещения - диммером. Итогом полувековых разработок в индустрии на сегодня является существование порядка 14-ти производителей оборудования для решений вопросов автоматизации с взаимной поддержкой существенного списка протоколов проводной и беспроводной передачи данных.

На рисунке 1 представлена топология по концепции «Smart bus» автоматизации инженерных систем вентиляции и кондиционирования с заложенной возможностью мониторинга их состояния.

Информационный мониторинг зданий, как элемент эффективного управления сооружением

Исследование этапов внедрения инструментального метода динамического мониторинга технического состояния здания проводилось на базе административного здания в исторической, центральной части г. Москвы. Здание представляет собой реконструированное в 2010 году, 4-х этажное, 50-60-х годов прошлого века, выполненную в классической стилистике исторического центра города. Оснащенное современной, на момент реконструкции, системой кондиционирования и вентиляции.

В рамках исследования сформировано требование к АСУ, создан эскизный проект интеграции АСУ в инженерные системы (вентиляция, кондиционирование, отопление, энергопитание), создана информационная модель BIM (рисунок 4), представляющая собой виртуальную точную модель здания с учетом инженерных систем-участников системы АСУ, виртуально распределены сенсоры состояния строительных конструкций здания.

В результате исследования выявлено, что при интеграции системы мониторинга и автоматизации инженерных систем и архитектурных конструкций рассмотренного нами здания собственник имеет следующие преимущества по сравнению с текущем регламентом эксплуатации этого здания:

• Точное, в пределах погрешности оборудования, управление параметрами микроклимата помещений здания, и возможность организации зонального контроля условий в помещениях повышенной категории ответственности (серверные, помещения с массовым пребывание людей и т.п.);

• Управление и контроль состояния систем жизнеобеспечения здания (энергоснабжение, освещение, водопровод, системы микроклимата) с позиции стабильной и энергоэффективной эксплуатации;

• Системная работа по планово-предупредительному обслуживанию элементов конструкции здания и его инженерной инфраструктуры, позволяющая оптимизировать использование материальных ресурсов выделенных на содержание и эксплуатацию здания на определенный календарный период.

Заключение

Организация мониторинга здания по описанной технологии предоставляет обслуживающей организации преимущество, по отношению к традиционному подходу к мониторингу состояния зданий и сооружений. Для собственника здания интеграция системы в перспективе позволит экономить 30% средств на эксплуатацию, с учетом величины капитальных вложений в интеграцию автоматизированной системы, окупаемость составляет до 5 лет и в конечном итоге система автоматизированного мониторинга способна окупится за несколько сезонов обычного наблюдения.

При традиционном мониторинге состояния зданий и инженерных систем материальные средства уходят на оплату аналитического фактора, трудочасы персонала (без учета и гарантии наличия необходимой квалификации), транспортные и эксплуатационные расходы, при этом для обеспечения уверенной эксплуатации автоматизированной системы практически любой сложности достаточно минимум одного либо узкой группы квалифицированных специалистов, при оптимальном качестве обслуживания (точность, скорость реагирования) и принятия правильного эксплуатационного решения в оперативном режиме.

При обнаружении системой каких-либо отклонений от заведомо заданных параметров, происходит детальное уведомление диспетчера или ответственное лицо, вне зависимости. Отреагировав по заложенному алгоритму на сигнал, с меньшими затратами и устранив или предупредив проблему, а может и предотвратить техногенную катастрофу. Переход с аварийной системы устранения неисправностей на планово-предупредительную, с элементами автономной диспетчеризации, вероятность безлопастной эксплуатации здании возрастает.

Рисунок 1. Топология автоматизации инженерных систем

Рисунок 3. Информационная модель здания

Литература

1. ГОСТ 34.601-90. Комплекс стандартов на автоматизированные системы.Автоматизированные системы. Стадии создания.

2. Калинин В.М. Сокова С.Д. Оценка технического состояния зданий. ИНФРА-М 2010.

3. Особенности национальной эксплуатации инженерных систем зданий интервью с экспертом в области эксплуатации зданий и сооружений // интервью с экспертом в области эксплуатации зданий и сооружений Александром Васильевичем Головачевым журнал «АВОК» № 4, 2014. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5887

4. Системы для надёжной, безопасной и эффективной эксплуатации зданий. URL: http://www.sodislab.com/rus/ аЬои^.

5. Старков И. // Информационное моделирование жизненного цикла зданий

6. Талапов В. В. BIM: что под этим понимают // Цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. - 2010. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_ пит=14078(дата обращения 06.11.2015).

7. Талапов В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий: ДМК Пресс 2011. ISBN 9785-94074-692-8

8. Таракановский В.К. Обзор современных средств мониторинга состояния конструкций и грунтов оснований высотных зданий // «Предотвращение аварий зданий и сооружений». 24.05.2010.

9. ШахраманьянА.М. Технологические и методологические основы построения систем мониторинга несущих конструкций высотных и уникальных объектов // Предотвращение аварий зданий и сооружений. 11.17.2009.

10. D. Knight, S.Roth, S.L.RosenИнформационные модели зданий в проектировании систем ОВК АВОК №7 2011 2014. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5056 (дата обращения: 14.11.2015).