Высоким зданиям – высокие технологии

24.10.2016 / Полезные советы / Теги:

В XX в. «многоэтажки» москвы можно было сосчитать по пальцам: 7 «сталинских», строения нового арбата, дом туриста, гостиница «националь».

здание

Сейчас небоскребы — уже практически повседневность: в 2003 г. Выстроены комплексы «эдельвейс» (43 этажа, 176 м) и «алые паруса» (48 этажей, 179 м), в 2004 г. — «воробьевы горы» (49 этажей, 188 м) и «триумф палас» (59 этажей, 225 м, со шпилем — 264 м) — очень высокое жилое здание в странах европы. Схоже, это лишь начало: в границах программы «новое кольцо москвы» намечено строительство 60 «многоэтажек» (30-50 этажей) между садовым и третьим транспортным кольцом, а в международном официальном центре «москва-сити» предполагается построить около 20 небоскребов (более 300 м), наивысшим из которых будет башня «российская федерация» (118 этажей, 612 м) по плану английского архитектора нормана фостера.

Большой дом должен быть «умным»

Такое масштабное архитектура обязано стремительному формированию технологий, и не только ремонтных. Для обычной эксплуатации высоких зданий необходимо использовать до 50 инженерных систем (тепло- и снабжения воды, вентиляции, пожаробезопасности и т.Д.), значительная часть которых подлежит автоматизации и управлению.

Профессионалы советуют исполнять единую систему автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования для всего строения. Предпочтительнее всего, если она выстраивается по модульному принципу, т.Е. Поддерживает возможность подсоединения новых областей контроля. И, разумеется, система такого типа должна владеть большой надежностью, имея в основе децентрализованную локальную сеть.

Опыт говорит, что интеллектуальные элементы систем обеспечения жизни (контроллеры и процессоры, блоки интеграции, комплекс управления и ПО) создают до 15% общей стоимости всех систем. При всем этом они предоставляют ежегодную экономию до 20% затрат на энерго- и обеспечение водой строения и окупятся уже через 3-5 лет эксплуатации.

«мозг» дома

Для взаимные действия отдельных систем инженерного оборудования и автоматического своевременного контроля и управления необходима диспетчерская структура. В 1970-е гг. Американские инженеры разработали стандарт и протокол передачи сигналов building management system (BMS). На его основе была сделана самая первая централизованная система интеллектуального управления зданием. Позднее были разработаны и иные нормы и системы, образовавшие класс SCADA (supervisory control and data acquisition) или, в отечественной практике, АСУ ТП (АСУ инновационными процессами).

В принципе в составе АСУ ТП необходимо отметить три практические части:

·Периферийное оборудование — датчики (температуры, давления и др.) и механизмы исполнения (клапаны, приводы и т.Д.);

·Контроллеры, или мини-компьютеры, в комплексных системах в большинстве случаев имеющие модульную структуру;

·Терминалы управления — АРМ диспетчеров, оснащенные дисплеями, куда стали поступать данные от оборудования и контроллеров одной или нескольких инженерных систем, и консолями, которые дают возможность настраивать параметры данных систем.

При всем этом, если до этого времени шкафы автоматики и электрики устанавливали по отдельности, то сегодня их очень часто сочетаются. Это понижает количество соединений кабелей и увеличивает общую надежность системы.

Точка установки

До середины 1990-х гг. Изготовители элементов автоматизации использовали «закрытые» протоколы. Это обязывало клиентов применять оборудование как то подобранного поставщика для автоматизации всех систем. Но спектр инженерных систем до такой степени большой, что полный выбор инструментов автоматизации не может предложить ни одна компания. Благодаря этому появляется задача обмена информацией между оборудованием разных марок. Решить ее можно при помощи протоколов унификации, самыми популярными среди которых являются на сегодняшний день LON и bасnet. Первый применяется в бизнес-центре «багратион» и штаб-квартире РЖД (МПС); второй — в здании компании «лукойл» на большой ордынке и в новом ледовом дворце в казани; в главном офисе компании ТНК-BP на старом арбате использованы оба, что предполагается выполнить и в башне «федерация». Еще системы автоматизации нередко возводят на основе протоколов modbus, RS-485 и заводской ethernet.

  Энергоэффективные здания — новый уровень удобства, безопасности и комфорта

Иной вариант — применять промышленную шину (foundation fieldbus («fieldbus»)), аппаратно-программный арбитр для цифровых устройств, умеющий преобразовывать различные протоколы. Признанным стандартом стала шина PROFIBUS. Разработанная компанией siemens (германия), она быстро распрастранилась в странах европы, а сейчас применяется и в китае. Для шины создано много ведущих и ведомых устройств, и спектр ее использования довольно широк — от производства до офисных и строений жилого типа. Поэтапно данный стандарт «обживается» и в российской федерации: PROFIBUS включена в системы автоматизации на ряде станций газовых магистралей «уренгой-петровск» и «ямал-европа». Еще из индустриальных шин назвать можно CAN, AS-interface, и interbus.

Автоматизация «сверху»

Один из очень показательных примеров интеллектуального высотного строения — башня «запад» (242 м) в сочетании «москва-сити». В башне автоматизировано 45 инженерных систем, включающих порядка 7500 единиц оборудования, 1500 из которых соединены сегодняшней BMS-системой metasys М5 компании johnson controls.

Нижний уровень управления создают сетевые процессоры NCM300/NCM350 (работают по протоколу arcnet или ethernet) и N30 (протокол bacnet). Они дают прогноз аварийных сигналов, сбор и запись данных статистиков (рабочее время оборудования, потребление энергии и т.Д.) подключенных систем. Оператор может контролировать данные устройства как с рабочей станции, так и с терминала VT100.

Местные контроллеры управления DX-912х поддерживают сеть lonworks и подсоединяются к системе metasys через шину N2E. Они имеют аналоговые и цифровые входы/выходы и дают обмен информацией между аккуратными устройствами и АРМ диспетчера.

Верхний уровень управления олицетворяет рабочая станция диспетчера M5 workstation. Это комплект программ, работающих в обстановке микрософт windows, благодаря этому их установить можно на традиционный ПК. Возможно как локальное присоединение, так и удалённое (по отмеченной линии или через модем) — в данном варианте применяется решение metasys web access. Контроль и разделение прав доступа к АРМ диспетчера обеспечивает система M-password. Приложения M5 workstation имеют хороший интерфейс, эластичные настройки (включая программирование), различные виды отображения и анализа информации. В одной местной сети будет работать несколько АРМ диспетчера, каждое из которых контролирует в то же время до 25 подсетей управления.

здание

Благодаря многоярусной распределенной архитектуре комплекс управления metasys соединяет системы обеспечения жизни строения в целостную отказоустойчивую инфраструктуру. Модульный принцип организации и большие возможности масштабирования дают возможность подсоединять к системе до 32 тысяч контрольных точек. Для интеграции в систему управления устройств посторонних изготовителей применяется модуль metasys integrator.

  Пожарная безопасность зданий повышенной этажности

Автоматизация «снизу»

Производители в наше время оснащают инженерное оборудование компонентами автоматики различного уровня — от датчиков до шкафов управления и терминалов. Если взять например инженерные сети, необходимо отметить компанию GRUNDFOS, выпускающую большой спектр насосов. Так, для мониторинга и контроля работы сточных насосов была разработана система modular controls (сегодня шкафы управления на базе этой методики выпускаются на отечественном заводе концерна в подмосковной истре). Она включает разные элементы и программы, которые можно сочетать в согласии с размерами и уровнем трудности управляемого объекта.

«мозг» modular controls — устройство CU 401 с цифровыми и аналоговыми входами/выходами, контролирующее до 6 насосов. Программы управления насосами загружаются при помощи карт памяти compactflash, а GSM-модуль обеспечивает беспроводное удалённое управление через ПК или с мобильника (SMS-сервис).

Вместо интерфейса между системой и оператором можно применить ПК или присоединяемую панель OD 401. Она реализует логичное, инстинктивно ясное управление, давая возможность исполнять настройки показателей системы. Состояние системы показывается в графическом и текстовом виде (надписи и сообщения на русском или английском языках). Журнал аварий гарантирует быстрое и точное обнаружение поломок, а кодовая защита — организованный доступ к системе управления.

Такие системы для остальных видов сетей обеспечения жизни и безопасности были употреблены при сооружении одного из очень больших небоскребов «москва-сити» — «северной башни». Система пожаротушения этого строения состоит из спринклерных систем и пожарных кранов, где установлены разные конфигурации насосов GRUNDFOS серий ТР и CR. Эти все аппараты через шины PROFIBUS сведены в единую сеть и управляются из единой диспетчерской «северной башни». Подобным образом снабжается защищенность всех уровней «многоэтажки» — от многоярусного подземного гаража и стилобата до 27 этажа центрального атриума.

Технологии энергосбережения и установленные системы автоматизации делают похожее оборудование красивым для применения также и на разных бытовых и индустриальных объектах. Оно работает в огромном театре и храме христа спасителя в москве, в мариинском театре и эрмитаже в СПБ, а еще в муниципальных зданиях и водоканалах многих мегаполисов Р.Ф. — от нижнего новгорода до хабаровска.

Выполняя нововведения в строительной области и архитектуры, проектировщики высоких зданий применяют новые технологии и в системах обеспечения жизни. Если учесть, что доля данных систем может составлять от 30 до 50% общей стоимости объекта, стоит задуматься о параметрах подбора уже на шаге проектирования. Установка хорошего оборудования считается превосходной инвестицией, какая гарантирует удобство и долговечность эксплуатации небоскреба.

Cтатья предоставлена пресс-службой компании ООО «ГРУНДФОС»


Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.