Inteligentní budovy - současnost i historie

Základem je spojení více technologií, jejich společné vyhodnocování a vzájemné ovládaní podle nastavených pravidel. Pojem inteligentní budova není v současnosti vztažen k budově jako celku, ale dnes již máme na mysli bloky budov, průmyslové komplexy a často i spojení několika komplexů, ležících ve vzdálenostech mnoha kilometrů, v jiných státech, na jiných kontinentech. Základními technologiemi, tvořícími zázemí pro fungování každé budovy, jsou:

• silnoproudé systémy,
• měření a regulace (kompletní řízení vyhřívání – chlazení, optimalizace zdrojů),
• bezpečnostní systémy (elektronická zabezpečovací signalizace, elektronická požární signalizace, uzavřené televizní okruhy, regulace přístupu, resp. docházka),
• telekomunikační systémy,
• automatizace pracovišť, transport.

Cílem integrace těchto technologií v inteligentních budovách je:

• maximalizovat automatizaci a snížit vstup lidského faktoru, maximálně zjednodušit obsluhu a servis,
• šetřit energii, optimalizovat procesy v budově, a tím minimalizovat náklady na provoz budovy,
• zvýšit bezpečnost,
• zvýšit užitnou hodnotu budovy, mít dokonalý přehled o stavu všech procesů budovy.

Provázání jednotlivých technologií je možné na dvou úrovních. Jejich použití vyplývá zejména z rozsahu řízení budovy a samozřejmě požadované technologie jednotlivých systémů. Úplnou samozřejmostí je také kombinace obou principů na různých úrovních (uživatele v budově A nezajímá stav klimatizace v budově B, ale platnost jeho přístupové karty již ano).
První variantou je vytvoření vazeb na úrovni komunikačního protokolu, který umožňuje použití tzv. distribuované inteligence – což znamená řízení menších celků budovy jednotlivými regulátory, které jsou vzájemně propojeny sběrnicí. Na tuto sběrnici jsou připojovány prvky jednotlivých systémů bez jakýchkoli omezení. Na jediné sběrnici jsou vedle sebe připojeny např. regulátory vytápění, čtečky přístupových karet, řízení osvětlení atp. Každý systém pracuje nezávisle na celku, ale zároveň může sdílet veškeré informace. Při podrobnějším popisu vyplyne, že lze ušetřit mnoho nákladů investičních i provozních. Jedním z nejrozšířenějších a nejdokonalejších systémů distribuované inteligence je systém LonWorks. V současné době producenti osazují své výrobky neuronovými čipy, které umožňují vzájemnou komunikaci bez předešlého domlouvání na komunikačním protokolu.
Druhá úroveň vazeb je na úrovni dispečerského pracoviště, které umožňuje propojení širších vazeb – např. požárního systému s přístupem a ovládáním dveří. Dispečerské pracoviště je tvořeno počítačem s řídicím softwarem, který vyhodnocuje stavy jednotlivých systémů a na jejich základě podle definovaných procesů generuje příkazy pro akci ve všech systémech. Jako komunikační médium je nejčastěji použit systém na bázi protokolu TCP/IP.
Výhody a nevýhody jednotlivých variant je nutné posoudit vzhledem k rozsahu, použitým technologiím a spolehlivosti. Systém distribuované inteligence je spolehlivý, odolný vůči poruchám, způsobeným ztrátou komunikace jednotlivých částí. Oproti tomu model propojení jednotlivých bloků na protokolu TCP/IP umožňuje integraci obrovských celků, kde se nemusíme omezovat lokalizací jednotlivých budov. Jako transportní médium může posloužit např. internet. Spolehlivost takto řešených systémů je pak ovšem závislá nejen na dostupnosti modulů, ale i na chodu mozku systému, nejčastěji PC s řídicí aplikací. Pro zvýšení spolehlivosti je proto nutné vytvořit redundantní strukturu, která přebere řízení pří výpadku systému nebo komunikační trasy.

INTEGRACE BEZPEČNOSTNÍCH TECHNOLOGIÍ
Mezi prvními systémy, které začaly tvořit uzavřený celek ještě před cíleným zaváděním systémů inteligentních budov, byly systémy zabezpečení, tj. zabezpečovací, požární a kamerové systémy, doplněné řízením přístupu. Jedná se o kompaktní systémy, kde se automatizace nabízí již na základě logiky fungování jednotlivých bloků. Základním kritériem řízení funkce je přítomnost osob v budově. Pokud chceme ovládání plně automatizovat, tj. nevyžadovat od uživatele žádnou další činnost (jako je zadávání PIN apod.), je nutné rozlišit stav, kdy poslední uživatel opustí danou část budovy. Lze jej vyhodnotit dvěma základními způsoby:

• evidovat přítomnost uživatelů pomocí přístupového systému,
• detekovat ukončení pohybu osob (pomocí pohybových detektorů, kamer apod.).

Obě řešení mají své nevýhody. Budeme-li vyhodnocovat počet uživatelů logikou přístupového systému, je nutné přesné řízení průchodu osob, např. pomocí turniketů. Budeme-li vyhodnocovat pohyb v budově, lze narazit na nespočet situací, kdy tento princip selže (nedokonalost detektorů, místo bez vykrytí detektorem apod.). alším faktorem, jehož priorita je ale na místě nejvyšším, je bezpečnost. Zde máme na mysli právě opačný okamžik, kdy první uživatel vchází do budovy a systém přechází z nočního do denního režimu. Pouhá autentizace uživatele u vstupu identifikačním médiem je režim více než nebezpečný vzhledem k možnosti zcizení čipu a neoprávněného užití. Optimální cestou je dvoucestné ověření, kde druhou informací je výstup z čtečky biometrie. Již běžně používanými se staly čtečky otisků prstů, ale stále jsou zdokonalovány a cenově zpřístupňovány i jiné principy (snímače sítnice, snímače tváře). Umožňuje-li to režim budovy, je vhodné také další omezení z hlediska času a dne, ať už plné omezení, případně omezení přístupu pouze na vybrané prostory s přísným režimem.
Navrhujeme-li systém přístupu, s návazností na ostatní technologie je nutné neopomenout významný faktor, a tím je doba odezvy načtení média. Mnozí výrobci rozvíjejí existující zabezpečovací systémy dalšími nadstavbami, nejčastěji právě přístupovým systémem. Komunikační protokol pak často není (zejména v závislosti na počtu modulů) schopen poskytnout odezvu v řádu desítek až stovek milisekund, ale prodlevy se dostávají do řádu sekund, což je čas naprosto nevyhovující. Dalšími nevýhodami často bývá omezení funkčnosti s absencí rozvinutých funkcí (antipassback, počítání uživatelů, dvojitý přístup apod.). Kamerový systém běžně zajišťuje pouze další stupeň ochrany, zaměřený nejen na narušitele zvenku, ale i jako ochranu proti zneužívaní systému samotnými uživateli. Samozřejmostí musí být vzdálená správa a přístup ke kamerovému systému – a to nejen hlídací službě nebo managementu, ale i běžným uživatelům (může suplovat funkci videovrátníka) nebo zákazníkům (na vybraných kamerách může např. sledovat výrobu z kontrolních či reklamních účelů). Další možnosti se naskýtají při použití bezdrátových wifi sítí v kombinaci s PDA nebo jiným systémem přenosných počítačů.

Celý nezkrácený článek si můžete přečíst ve speciální příloze č. 4/2005 Technická zařízení budov.

Autor

• Synek Václav