В XX веке «высотки» Москвы можно было пересчитать по пальцам: 7 «сталинских», здания Нового Арбата, Дом Туриста, гостиница «Националь». В наши дни небоскребы – уже почти повседневность: в 2003 г. построены комплексы «Эдельвейс» и «Алые Паруса» в 2004 г. – «Воробьевы Горы» и «Триумф Палас». В Международном деловом центре «Москва-Сити» планируется возвести около 20 небоскребов (более 300 м).
Высокий дом должен быть «умным»
Такое масштабное зодчество обязано стремительному развитию технологий, и не только строительных. Для нормальной эксплуатации высотных зданий нужно задействовать до 50 инженерных систем (тепло- и водоснабжения, вентиляции, пожаробезопасности и т.д.), большая часть которых подлежит автоматизации и управлению.
Эксперты рекомендуют выполнять единую систему автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования для всего здания. Лучше всего, если она строится по модульному принципу, т.е. поддерживает возможность подключения новых областей контроля. И конечно, такая система должна иметь в основе децентрализованную локальную сеть.
Интеллектуальные компоненты систем жизнеобеспечения (контроллеры и процессоры, блоки интеграции, комплекс управления и ПО) составляют до 15% общей стоимости всех систем. При этом они дают ежегодную экономию до 20% расходов на энерго- и водоснабжение здания и окупаются уже через 3-5 лет эксплуатации.
«Мозг» дома
Для взаимодействия отдельных подсистем инженерного оборудования и автоматизированного оперативного контроля и управления нужна диспетчерская структура. Сегодня используются стандарты и системы передачи сигналов класса SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) или – в отечественной практике – АСУ ТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами).
В составе АСУ ТП можно выделить три функциональные части:
периферийное оборудование – датчики (температуры, давления и пр.) и исполнительные механизмы (клапаны, приводы и т.д.);
контроллеры, или мини-компьютеры, в комплексных системах обычно имеющие модульную структуру;
терминалы управления – АРМ диспетчеров, оборудованные мониторами, куда поступают данные от оборудования и контроллеров одной или нескольких инженерных систем, и консолями, которые позволяют регулировать параметры этих систем.
Если раньше шкафы автоматики и электрики устанавливали отдельно, то сейчас их все чаще комбинируют. Это снижает число кабельных соединений и повышает общую надежность системы.
Точка сборки
До середины 1990-х гг. производители компонентов автоматизации применяли «закрытые» протоколы. Это обязывало заказчиков использовать оборудование однажды выбранного поставщика для автоматизации всех систем. Но спектр инженерных систем настолько широк, что полный ассортимент инструментов автоматизации не может предложить ни одна фирма. Поэтому возникает задача обмена информацией между оборудованием различных марок. Решить ее можно с помощью протоколов унификации, наиболее распространенными среди которых сегодня являются LON и BАСnet. Также системы автоматизации часто строят на основе протоколов ModBus, RS-485 и промышленный Ethernet.
Другой вариант – использовать промышленную шину – аппаратно-программный посредник для цифровых устройств, умеющий преобразовывать разные протоколы.
Автоматизация «снизу»
Современные производители оснащают инженерное оборудование элементами автоматики разного уровня – от датчиков до шкафов управления и терминалов. Если взять для примера инженерные сети, можно выделить компанию GRUNDFOS, выпускающую широкий спектр насосов. Для мониторинга и контроля работы канализационных насосов была разработана система Modular Controls (сегодня шкафы управления на базе этой разработки выпускаются на российском заводе концерна в подмосковной Истре).
«Мозг» Modular Controls – устройство CU 401 с цифровыми и аналоговыми входами/выходами, контролирующее до 6 насосов. Программы управления насосами загружаются с помощью карт памяти CompactFlash, а GSM-модуль обеспечивает беспроводное удаленное управление через ПК или с мобильного телефона (SMS-сервис).
В качестве интерфейса между системой и оператором можно использовать ПК или присоединяемую панель OD 401. Она реализует логичное, интуитивно понятное управление, позволяя выполнять настройки параметров системы. Состояние системы отображается в графическом и текстовом виде (надписи и сообщения на русском или английском языках). Журнал аварий гарантирует быстрое и точное обнаружение неполадок, а кодовая защита – санкционированный доступ к системе управления.
Подобные системы для других видов сетей жизнеобеспечения и безопасности были использованы при возведении одного из самых крупных небоскребов «Москва-Сити» – «Северной Башни». Система пожаротушения этого здания состоит из спринклерных систем и пожарных кранов, где установлены различные комбинации насосов GRUNDFOS серий ТР и CR. Все эти агрегаты через шины сведены в единую сеть и управляются из единой диспетчерской «Северной Башни». Таким образом, обеспечивается безопасность всех уровней «высотки» – от многоуровневого подземного гаража и стилобата до 27 этажа центрального атриума.
Энергосберегающие технологии и встроенные системы автоматизации делают подобное оборудование привлекательным для использования в том числе и на различных бытовых и промышленных объектах. Оно работает в Большом театре и храме Христа Спасителя в Москве, в Мариинском театре и Эрмитаже в Санкт-Петербурге.
Учитывая, что доля систем жизнеобеспечения составляет от 30 до 50% общей стоимости объекта, следует задуматься о критериях выбора уже на этапе проектирования. Установка надежного оборудования является хорошей инвестицией, которая обеспечит удобство и долговечность эксплуатации небоскреба.
