ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ — НОВЫЙ УРОВЕНЬ УДОБСТВА, БЕЗОПАСНОСТИ И КОМФОРТА

Концепция интеллектуального здания заключается в создании единой взаимосвязанной системы управления всеми инженерными системами здания, которая обеспечивает создание комфортной и безопасной среды обитания внутри здания при одновременной минимизации расходов на поддержание этой среды. Интеллектуальное здание представляет собой совокупность инженерно-технических решений и организационных мероприятий, направленных на создание высокоэффективной системы управления зданием, максимально отвечающей потребностям пользователей и владельцев этого интеллектуального здания.

Архитектура и строительство развиваются на основе потребностей людей — духовных и материальных. Проектирования современных зданий основано на идее, что качество окружающей нас среды оказывает непосредственное влияние на качество нашей жизни дома, на рабочем месте или в местах общего пользования, составляющих основу городов.

В связи с этим, главная идея для архитектуры и строительства XXI века — природа не пассивный фон деятельности: в результате человеческой деятельности может быть создана новая природная среда, обладающая более высокими комфортными показателями для градостроительства и являющаяся в то же время энергетическим источником для систем климатизации зданий.

Понимание гармонии окружающей среды и архитектуры выдающийся архитектор сэр Норман Фостер выразил так: «Проблемы окружающей среды воздействуют на архитектуру на каждом ее уровне. Половина потребления энергии в развитых странах приходится на здания, и еще четверть — на транспорт. Архитекторы не могут решить все мировые экологические проблемы, но мы можем проектировать здания, требующие только часть потребляемой ныне энергии, кроме того, благодаря надлежащему градостроительному планированию мы можем влиять на транспортные потоки. Расположение и функциональное назначение сооружения, его конструктивная гибкость и технологический ресурс, ориентация, форма и конструкция, его системы обо­грева и вентиляции, характеристики используемых при строительстве материалов — все эти параметры влияют на количество энергии, требующейся для возведения, эксплуатации и технического обслуживания здания, а также для транспорта, движущегося к нему и от него».

Большой интерес у специалистов всех стран вызывает практика строительства «Sustainable building», что в буквальном переводе означает «поддерживающее здание», но по смыслу это «жизнесохраняющее здание», то есть здание, которое находится в равновесии с природой и человеком.

Главной целью теории и практики «Sustainable building» является изучение возможности использования экологически чистых возобновляемых источников энергии, оптимального использования затребованной энергии, сохранения водных ресурсов, применения строительных материалов повторного использования, улучшения качества среды обитания человека; изучение здания и окружающей среды, их экологического и энергетического состояния как единого целого.

Появление и развитие энергоэффективных зданий есть отражение глобальных проблем развития общества начиная с середины XX века.

Архитектура и строительство вступают в совершенно новый этап своей истории: энергоэффективные здания как симбиоз творчества архитектора и инженера достигают в этом союзе вершин произведения искусства.

В мире построено огромное количество энергоэффективных зданий, зданий, которые существенно экономичнее в эксплуатации, более комфортны для человека, обладают повышенными показателями безопасности. Реализация этих проектов связана с защитой окружающей среды, повышением качества среды обитания человека, сохранением природных богатств — защитой интересов будущих поколений.  Архитекторы раскрыли красоту стекла, камня, дерева, металла и даже бетона и построили много замечательных зданий из этих материалов. Но только отдельные из них смогли понять энергоэффективное здание как новый шаг в архитектуре с явными элементами искусства. Для инженеров проектирование энергоэффективных зданий требует индивидуального подхода и большого количества междисциплинарных знаний. Инвесторы (как заказчики строительного объекта) ставят своей целью построить здание как можно дешевле и продать его как можно дороже.

В наше время техника и технология меняются настолько быстро, что «опыт» просто не успевает накапливаться, а «здравый смысл» легко может обмануть, если он не опирается на научный метод поиска наилучшего решения. Методом поиска наилучшего решения является «системный анализ», который должен стать основой методологии современного проектирования энергоэффективных зданий. В соответствии с принципами системного анализа проектирование энергоэффективного здания рассматривается как оптимизация взаимосвязанных энергетических подсистем, описываемых математическими моделями. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий рассматривают здания и окружающей природной среды как единой энергетической системы.

Новый уровень удобства, безопасности и комфорта, разумное использование электроэнергии, уменьшение расходов на ремонт и эксплуатацию — это «интеллектуальное здание».

Термин «интеллектуальное здание» появился в США в начале 1980-х годов. «Интеллектуальное здание» — не очень точный перевод английского термина. В буквальном переводе — «понимающий», «разумный», «умный», следует понимать как умение распознавать определенные ситуации и каким-либо образом на них реагировать.

Концепция интеллектуального здания заключается в создании единой взаимосвязанной системы управления всеми инженерными системами здания, которая обеспечивает создание комфортной и безопасной среды обитания внутри здания при одновременной минимизации расходов на поддержание этой среды. Интеллектуальное здание представляет собой совокупность инженерно-технических решений и организационных мероприятий, направленных на создание высокоэффективной системы управления зданием, максимально отвечающей потребностям пользователей и владельцев этого интеллектуального здания.

Система управления зданием — один из основных компонентов интеллектуального здания — комплекс программно-аппаратных сред-ств, основной задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми подсистемами здания при его эксплуатации. В интеллектуальном здании система управления самостоятельно контролирует множество параметров, принимая соответствующие решения. Система управления контролирует различные системы здания — телефонно-компьютерную сеть, доступ в помещения, пожарную безопасность здания, оборудование отопления, кондиционирования и вентиляции, системы видеонаблюдения в целях безопасности, системы проведения видеоконференций.

Система способна за счет анализа полной неразобщенной информации, получаемой от всех эксплуатируемых подсистем (например, пожарная сигнализация, система теленаблюдения, телефонная сеть, система климатизации и т. д.), принять правильное решение и выполнить соответствующее действие или проинформировать о событии соответствующую службу. Современные системы управления зданием не имеют ограничений на расширение и модернизацию и построены в соответствии с принципом открытой архитектуры, то есть все компоненты системы, как программные, так и аппаратные, не привязаны к какому-то одному производителю.

Каждый элемент интеллектуального здания должен являться интеллектуальным элементом, то есть при его проектировании должна быть использована методология, которая будет «заставлять» этот элемент стремиться к выбору оптимального решения в эксплуатации с учетом влияния других элементов на него и его влияния на другие элементы. Следствием этого является возможность создания интеллектуальных элементов интеллектуального здания по разным направлениям, а затем их объединения на основе системного анализа.

Каждая из подсистем интеллектуального здания, функционирующих под управлением автоматизированной системы управления зданием, работает в оптимальном (наилучшем) режиме за счет взаимного обмена данными с другими подсистемами здания, что в итоге позволяет добиться максимально эффективной работы как каждой из подсистем, так и всей системы в целом.

Подсистемы здания нельзя рассматривать как обособленные. Взаимосвязь подсистем становится особенно важна при возникновении критических ситуаций (например, отказ одной из подсистем жизнеобеспечения здания, пожар, затопление здания, стихийное бедствие, несанкционированный доступ на объект и т. д.)

В структуре интеллектуального здания можно выделить ряд основных систем:

1.  Автоматизированная система управления зданием;

2.  Система кондиционирования и вентиляции воздуха;

3.  Автоматизированная система отопления и теплоснабжения;

4.  Автоматизированная система водоснабжения и канализации;

5.  Комплекс энергосберегающих решений;

6.  Система электропитания:

•   Система общего электроснабжения;

•   Система гарантированного электроснабжения;

•   Система электропитания высокотехнологичного оборудования;

•   Система заземления;

•   Система контроля и управления основными энергетическими показателями;

7.  Автоматизированная система освещения;

8.  Единая структурированная кабельная система;

9.  Локальная вычислительная сеть;

10.  Автоматизированная система лифтового оборудования;

11.  Система безопасности здания:

•   Охранная и тревожная сигнализация;

•   Пожарная сигнализация и оборудование пожаротушения;

•   Система управления доступом;

•   Телевизионное наблюдение;

•   Система компьютерной безопасности информации.