Автоматизация здания и экономия энергии
Автоматизация Здания (Аутомэйшн Билдинг) — это совершенная электронная технология, развивающаяся, в частности, применительно к зданиям, предназначенным к деятельности сектора услуг. Она позволяет преобразовывать сооружения из простой строительной «емкости» в «интегрированные структуры функций», то есть, в структуры, обладающие высочайшей эффективностью и производительностью как на уровне отдельно взятого помещения, так и в масштабе всего здания.
Первоначально задуманная как технология экономии энергии, автоматизация зданий способна в настоящее время координировать все технологическое оборудование и оборудование надежности здания. С точки зрения понятия, она основана на логической и физической интеграции систем контроля строительного оборудования, и благодаря присущим ей характеристикам позволяет, наряду с общим управлением комплекса технологического обслуживания здания, применять самые совершенные и надежные технические решения, а также создание банка данных для экономического и мелиоративного анализа.
В настоящее время, функция энергетической экономии представляет собой подсистему автоматизации здания, даже если она и является фундаментальной. Процесс интегрирования систем управления и обслуживания современного здания, предназначенного для сектора услуг, не остановился на автоматизации здания, но включил в себя также телематические функции (связь и информатику). Это дало место той категории строительных сооружений, названных «умными зданиями» (Компьютер Интегрэйтэд Билдингс), в которых автоматизированное здание является, в свою очередь, подсистемой.
Теоретическая оценка экономии энергии, достигаемой с помощью технологии автоматизации, является сложной и неизбежно приблизительной. На основе данных, приведенных в литературе, заслуживающей наибольшее доверие, снижение расхода энергии в автоматизированных зданиях, имеющих размеры, превышающие восемь тысяч кв. метров, может быть оценена приблизительно в 20%.
Автоматизация зданий представляет собой, во всяком случае, самое эффективное средство для использования высокого потенциала сохранения энергии в общественном секторе; в противном случае она бы не нашла широкого применения вследствие большой раздробленности потребителей.
Экономия энергии реализуется посредством систем, способных дозировать в любой момент минимальное количество энергии, необходимой для обеспечения наилучших условий эксплуатации.
Инструментом является система регулирования на основе прямого автоматического контроля (директ диджитал контроль), в которой микропроцессор, составляющий существенную часть, периодически пополняет процесс новыми данными как в зависимости от определенных параметров, измеряемых посредством сенсоров, так и на основе целевых запрограммированных алгоритмов. Директ Диджитал Контроль (ДДК) позволяет, таким образом, перейти от технологии исключительно «хардуэр», типичной для традиционных систем регулирования, к технологии, основанной преобладающим образом на «софтуэр», в которой функции, выполняемые системой, реализуются через программы, интегрирующие функции регулирования с функциями энергетической экономии.
Наиболее частыми применениями Д.Д.К. являются те, которые относятся к созданию благоприятной окружающей среды, к освещению и управлению электроэнергией.
Типичными применениями в отношении отопления, кондиционирования и вентиляции являются:
Включение и остановка оборудования
Эта программа применяется в зданиях, занимаемых прерывистым образом, таких как здания для офисов.
В фазе включения (оптиум старт), в зависимости от внутренней и внешней температуры, она определяет момент включения оборудования таким образом, чтобы достигнуть температуру эксплуатации в момент занятости помещений. В фазе выключения, она снижает энергетическую нагрузку, останавливая оборудование с опережением до того, как условия среды выйдут за установленные допустимые пределы (оптимум стоп).
Интервал нулевой энергии
Это интервал температуры (0 энэрджи бэнд), внутри которого не требуется ни отопление, ни охлаждение (обычно 20-24° С). Программа контролирует отопление, кондиционирование и вентиляцию, сводя к минимуму потребление энергии, в соответствии с внешними климатическими условиями.
Ночная вентиляция
В летний сезон в первые утренние часы температура наружного воздуха может быть ниже внутренней температуры. В этом случае внешний воздух может быть выгодным образом использован для переохлаждения помещений только при нагрузке энергии в режиме вентиляции. Это позволяет включать позднее установки кондиционирования.
Циклическая остановка
С помощью этой программы (дьюти сиклинг) оборудование (или его части) периодически выключаются на короткие промежутки времени, температура среды не подвергается существенным изменениям, в то время как в течение всего дня накапливается в общей сложности большой период времени остановки оборудования с последствиями экономии энергии.
Контроль энтальпии
Программа позволяет снижать энергетическую нагрузку охлаждения, ставя в сравнение энтальпию внешнего воздуха и энтальпию рециркуляции, выбирая каждый раз ту, которая имеет более низкое значение. Программа, особенно эффективная в промежуточные сезоны, автоматически дозирует количество внешнего воздуха с целью уменьшения потребления энергии.
Применение технологии Д.Д.К. в строительстве может придать новую функциональность старым архитектурным элементам. Очень поучительным примером подобного применения являются шедовые покрытия, фонари которых, в случае когда они снабжены механизированными и управляемыми компьютером солнцезащитными элементами, могут стать рациональными и эффективными инструментами использования солнечной энергии, применяемыми в различной строительной типологии: школы, аэропорты, структуры для свободного времени, сельское хозяйство и т.д.
Теоретически работа компьютеризованного фонаря, сориентированного на юг, является простой. Компьютер, в программу которого введены высота и азимутальные углы солнца, постоянно измеряет внутренние и внешние условия среды и определяет лучшее, с энергетической точки зрения, положение солнцезащитных элементов. Зимой, в дневные часы, эти элементы сориентированы таким образом, чтобы солнце могло проникать и нагревать стену, обдуваемую внутренним воздухом, который, нагретый в свою очередь, циркулирует в здании. Опять же зимой, в ночные часы, солнцезащитные элементы сориентированы так, чтобы увеличить теплоизоляцию стекол фонаря. Летом, в дневные часы, солнцезащитные элементы располагаются таким образом, чтобы отражать прямой солнечный свет и обеспечивать проникновение рассеянного света.
Теплый воздух, накапливающийся под фонарем, удаляется с помощью аэраторов, В некоторых случаях применения, например, в здании аэропорта Элбэни, компьютеризированный фонарь обеспечивает 40% освещения и 20% нагрева.
