Automatizace budov: Nenápadný klíč k velkým úsporám

Chytré město se neobejde bez inteligentních budov. To jsou objekty, jejichž systémy technologií, zabezpečení a správy jsou vzájemně provázané, umějí spolu komunikovat a jsou automatizovaně řízené tak, aby jejich provoz byl ekonomicky i energeticky co nejšetrnější. Zároveň vše musí fungovat nejen s ohledem na úspory, ale stejnou měrou také na komfort těch, kteří v chytrých budovách žijí nebo pracují.

V současnosti u nás výrazně sílí trend chytrých rodinných domů. Umožňuje to neustále se rozšiřující spektrum řešení na platformě IoT. Kupříkladu výběr technologií, které umí efektivně řídit ohřev užitkové vody, vytápění, osvětlení i jednotlivé spotřebiče v domácnosti, už je značný. I cenově jsou tato řešení čím dál dostupnější (čemuž pomáhají i různé dotace). Inteligentní domácnosti díky tomu už dnes nejsou jen výsadou hrstky movitých technologických nadšenců, jejich počet v posledních letech strmě roste.

Komerční objekty zamrzlé v minulosti

Aktuální rozvoj chytrých rodinných domů zatím úplně nekoresponduje s vývojem v oblasti velkých komerčních budov a výrobních závodů. Respektive výrazněji jich začalo přibývat teprve v posledních letech. Přitom právě u velkých objektů má automatizace řízení technologií (odborně označovaná pojmem měření a regulace) ohromný potenciál. Dokáže umocnit jejich efektivitu a výrazně snížit celkové náklady na provoz budovy. Skutečně propracovaný systém je však zatím k vidění málokde. Příčiny lze přitom hledat na straně nabídky i poptávky.

„Za uplynulých pět let udělaly technologie ohromný skok kupředu. Reálná aplikace těchto inovací je však problematická, neboť velká část inženýrů a projektantů nezvládá se současným překotným vývojem držet krok. U řady realizací tak narážíme na myšlenkovou zastaralost. Těžko může v roce 2018 dosahovat plného potenciálu řešení, které počítá s deset let starými technologickými koncepty,“ upozorňuje na běžnou praxi Michal Petřík, předseda představenstva společnosti Buildsys, která v oboru automatizace řízení technologií patří k předním hráčům na českém trhu.

Michal Petřík, předseda představenstva společnosti Buildsys

Nabídka služeb v oblasti automatizace budov, respektive jejich důraz na komplexnost a maximální přínosy pro zadavatele, donedávna nebyly výrazně motivovány ani poptávkou. Situace se začíná měnit teprve v posledních několika letech, kdy se energetická efektivita budov a úspory provozních nákladů dostávají do popředí zájmu investorů. „Je to dáno celkovou modernizací budov, rozvojem obnovitelných zdrojů i vývojem české a evropské legislativy. Investoři začínají více řešit kvalitu vnitřního prostředí i vliv budovy na okolí, ovlivňuje je např. i zákon o hospodaření s energiemi. Rázem se tyto faktory stávají prioritou,“ vysvětluje Michal Petřík.

Dvě procenta investic mohou ušetřit miliony ročně

Kouzlo a zároveň i úskalí automatizace budov tkví v tom, že o výsledných energetických úsporách a nákladech na provoz budovy rozhodují z nějakých 80 procent pouhá dvě procenta vstupní investice. „Z pohledu investorů je to vlastně geniální. Doslova to ztělesňuje úsloví za málo peněz hodně muziky. Problém je, že k tomu, aby se potenciál automatizace využil naplno, je třeba vše důsledně naplánovat už ve fázi projektu. Zmíněná dvě procenta ovšem nepředstavují nosnou zeď, bez které by se budova zřítila, a tak měli investoři až do nedávna tendenci tuto položku přehlížet. Ve výsledku přitom může každoročně přinášet úspory v řádu stovek tisíc, u velkých objektů až milionů korun,“ vyčísluje Michal Petřík.

Potenciál úspor narůstá s tím, jak se rozšiřují možnosti automatizace. Zatímco ještě nedávno se v budovách řešilo pouze řízení vytápění a klimatizace, dnes vznikají propracované systémy, jejichž prostřednictvím je možné kontrolovat spotřebu elektrické energie – ať už efektivním využíváním vlastních obnovitelných zdrojů, společným automatizovaným řízením dříve autonomních částí technologií (např. zdroje energií, docházkový systém, osvětlení), včasnou optimalizací výkonů připojených zátěží či díky prediktivním funkcím systému. Správné řízení se v současnosti neobejde bez kvalitního systému analýzy spotřeby energií.

Nové technologie se již staly nedílnou součástí moderních budov. Je ovšem nutné počítat také s vlivem lidí, kteří se v budově pohybují.

Kouzlo jednotného systému

V oboru měření a regulace se stoprocentně naplňuje heslo „v jednotě je síla“. Podstata totiž není v pouhé automatizaci řízení jednotlivých technologií, ale v jejich vzájemné komunikaci, ideálně v jejich provázání a ovládání prostřednictvím jednotného integrovaného řídicího systému.

U mnoha objektů se v minulosti automatizace jednotlivých technologií řešily odděleně. Jedna společnost dodala vzduchotechniku, jiná osvětlení, další zajistila systém pro řízení žaluzií. Ne že by takový model nebyl funkční. Dá se to připodobnit k tomu, když si domácnost pořídí několik chytrých spotřebičů, každý od jiné firmy. Ke každému budou mít samostatnou aplikaci, která nepochybně bude fungovat, nicméně bude třeba mezi nimi přepínat a jednotlivé přístroje na sebe nebudou vzájemně reagovat. U komerčních budov je to analogické, jen ve větším měřítku. Výsledkem takto odděleného přístupu bývá nejednotná série dílčích systémů, které spolu buď vzájemně nekomunikují vůbec nebo pouze v omezené míře.

„Dostaneme-li se k zakázce ještě ve fázi přípravy projektové dokumentace, snažíme se klienta přesvědčit, že je výrazně výhodnější vše sjednotit. Tři různé dodavatele lze často nahradit jedním. Není to však podmínka, umíme vytvořit jednotné a intuitivní ovládací prostředí i pro technologie od různých firem,“ komentuje Michal Petřík.

Komplexní systém řízení zprostředkovává vazby a výměny dat s ostatními systémy nebo technologiemi budov, jako jsou zabezpečovací, přístupový nebo kamerový systém, systém řízení osvětlení, ovládání rolet a žaluzií, systém záložního napájení důležitých technologií, řízení výtahů, regulace motorů frekvenčními měniči, obnovitelné zdroje energie, rekuperační jednotky a rozvody elektrické energie v celé budově.

Jednotný řídící systém také šetří čas při kontrole, neboť průběžně ukládá veškeré důležité informace do jednotné platformy a zpracovává je do jednodušších výstupů nebo manažerských přehledů různých hodnot a stavů. Po vyhodnocení takto získaných dat lze optimalizovat spotřebu a zvolit vhodný režim provozu budovy vyplývající z konkrétních potřeb a požadavků. Řídicí systémy inteligentních budov navíc automaticky reagují na změny stavů a ty kvalitnější také obsahují automatické optimalizační softwarové funkce.

Pokud někde dojde k výskytu nežádoucího stavu, systém na něj automaticky zareaguje. Leckdy na základě sesbíraných dat může rovnou vyhodnotit i příčinu. Zároveň by měl upozornit na situaci, kdy nastavení nebo využívání některé technologie není optimální. Může jít třeba o nedostatečné využití potenciálu, jindy naopak může hrozit porucha v důsledku přetěžování. Díky včasné analýze dat lze takové riziko podchytit dřív, než dojde k vlastnímu problému.

Dispečink – klíčový prvek

Aby bylo možné s nashromážděnými daty účinně pracovat, je nezbytné vytvořit software, který to nejen technicky umožňuje, ale také je třeba nadesignovat jeho prostředí tak, aby jeho obsluha byla maximálně intuitivní. Správce by měl mít kdykoli k dispozici veškeré informace ze současnosti i historie, a to pokud možno jen na pár kliknutí.

„Nezřídka se stává, že specializované firmy vytvářejí dokonale komplexní řešení, ale jejich potenciál zabijí nesmyslně složitým dispečinkem. Právě na jednoduchost obsluhy kladou klienti speciální důraz. Nikdo totiž nechce přicházet o získané úspory tím, že by musel najímat a draze platit proškoleného člověka, který bude umět se systémem pracovat. Automatizace není raketová věda a je potřeba, aby práci s dispečinkem zvládl i řadový počítačově gramotný zaměstnanec,“ uvádí Michal Petřík.

Důležitost intuitivního ovládání a přehledné grafiky narůstá s objemem zakázky. Zatímco administrativní budova bude mít v systému třeba 300 ukazatelů spotřeby energie, u výrobního závodu střední velikosti to může být několikanásobek. V takovém případě hraje zásadní roli uspořádání dat na dispečinku, automatické prokliky nebo přepínání mezi obrazovkami a aplikacemi nebo to, zda se vše ovládá z jediného místa.

Příklady z praxe

Jednotný integrovaný systém před časem začala využívat i developerská společnost Skanska, pro niž firma Buildsys zajišťovala kompletní služby měření a regulace při výstavbě centrály Corso Court v pražském Karlíně. Jedná se o administrativní budovy o celkové výměře přes 17 tisíc m2, v níž se podařilo propojit do jednotného systému automatizovaného řízení vytápění, chlazení, vzduchotechniku, spotřebu energií, osvětlení a zastínění objektu. Velmi přínosný výsledek tohoto projektu přiměl developerskou společnost přehodnotit svůj přístup k oboru automatizace.

„Předtím Skanska ve svých projektech řešila automatizace jednotlivých technologií odděleně. Poté, co si ve vlastní centrále vyzkoušeli pohodlnost a přínosy jednotného integrovaného systému, začali jej zahrnovat do svých nových projektů už ve fázi projekce jako jeden z investorských požadavků,“ říká Michal Petřík.

Zatímco administrativní budovy se bez jednotné automatizace řízení technologií teoreticky mohou obejít (za cenu složitějšího ovládání a vyšších provozních nákladů), u výrobních závodů je absence těchto systémů prakticky nemyslitelná. Důkazem je třeba aktuální výstavba obřího výrobního závodu automobilky Jaguár ve slovenské Nitře. V rámci Evropy jde o největší investiční projekt roku 2017. Buildsys v něm zajišťuje komplexní služby v oblasti automatizace budov – od návrhu koncepce, přes realizaci až po následný servis.

„Ve své podstatě řešíme řízení veškerých technologií kromě samotných výrobních linek. Od elektroinstalací přes vzduchotechniku, energetické centrum až po řízení veškerých ostatních technologií uvnitř budov tohoto rozsáhlého výrobního závodu,“ přibližuje Michal Petřík.

V menším měřítku se před časem realizoval podobný projekt při výstavbě výrobního závodu společnosti Mondelez International v Opavě. Ne vždy se ale staví na zelené louce. Zhruba 15 procent zakázek společnosti Buildsys představují rekonstrukce. Příkladem může být třeba kancelářská budova v Jindřišské 16 na Praze 1, kde se původní architektura dokonale propojila s nejmodernějšími technologiemi.

Vidět za dva rohy

Jak při současném hektickém vývoji technologií mohou ty současné obstát v budoucnu? „Troufám si tvrdit, že o aktuálních inovacích máme takový přehled, že dokážeme poměrně spolehlivě předvídat další vývoj. Logicky ale počítáme s tím, že dnešní řešení bude vhodné v budoucnu upgradovat. Proto sázíme již nyní především na koncepční řešení postavené na maximální flexibilitě, která do budoucna umožní další úpravy a rozšiřování bez nutnosti rozsáhlejších investic,“ přibližuje Michal Petřík.

Dalším nezbytným parametrem je podle něj individuální přístup ke každému zákazníkovi, resp. budově – tak aby se fungování technologií objektu nemuselo přizpůsobovat zvolené koncepci řízení nebo technickým možnostem použitého řídicího systému, ale aby systém řízení byl navržen přesně podle potřeb dané zakázky.

Chybějící legislativa

Vzhledem k tomu, jak dynamicky se obor měření a regulace vyvíjí, dochází bohužel k tomu, že mu chybí odpovídající legislativní rámec. Poskytovatelé služeb v oboru se řídí platnými pravidly pro jednotlivé segmenty (např. vzduchotechniku, energie, plyn, rozvody), avšak do budoucna by bylo víc než žádoucí nastavit všeobecně platné zastřešující standardy pro celou oblast. To by následně mělo usnadnit měření dopadů automatizace na provoz budovy. Efekt provedených opatření lze do určité míry změřit při rekonstrukčních projektech, ale je prakticky nemožné kvantifikovat ho u novostaveb. Z toho důvodu je i pro investory obtížné srovnávat při výběrových řízeních různé konkurenční nabídky. Pokud by se zavedly sjednocené tabulky umožňující vyčíslení dopadu a vlivu použití té či oné koncepce automatizace na provozní náklady daného objektu, bylo by takové posuzování výrazně jednodušší a v mnohém průkaznější.

Zdroj: Technický Týdeník 13 / 2018

     
reklama reklama