Zmysłowe budynki

Tak jak organizm żywy nie może obyć się bez życiodajnych układów, które nim zarządzają, odżywiają go i oczyszczają, tak samo budynek funkcjonuje dzięki - spełniającym praktycznie te same zadania - rozmaitym instalacjom. Duże obiekty biurowe, uniwersytety, szpitale, hotele, domy towarowe i zakłady przemysłowe potrzebują dziś do życia sprawnie działających sieci sterowanych centralnie przez system komputerowy. Sprawia to, że nowoczesny budynek - wyposażony w rodzaj zmysłów, które widzą, czują, i przekazują "impulsy nerwowe", oraz układów, które "żywią i bronią" - upodabnia się w jakiś sposób do tworów przyrody. Czy można jednak nazwać go "inteligentnym" - co jest ostatnio bardzo modnym hasłem - oto pytanie, które na jakiś czas pozostanie chyba kwestią otwartą.

Tak jak organizm żywy nie może obyć się bez życiodajnych układów, które nim zarządzają, odżywiają go i oczyszczają, tak samo budynek funkcjonuje dzięki - spełniającym praktycznie te same zadania - rozmaitym instalacjom. Duże obiekty biurowe, uniwersytety, szpitale, hotele, domy towarowe i zakłady przemysłowe potrzebują dziś do życia

sprawnie działających sieci sterowanych centralnie przez system komputerowy. Sprawia to, że nowoczesny budynek - wyposażony w rodzaj zmysłów, które widzą, czują, i przekazują "impulsy nerwowe", oraz układów, które "żywią i bronią" - upodabnia się w jakiś sposób do tworów przyrody. Czy można jednak nazwać go "inteligentnym" - co jest ostatnio bardzo modnym hasłem - oto pytanie, które na jakiś czas pozostanie chyba kwestią otwartą.

W literaturze science fiction, a także w przepowiedniach futurystów pojawia się często wizja "myślącego" domu, który funkcjonuje praktycznie sam i nie wymaga "prowadzenia". Zaprogramowany, tak by mógł spełniać wszystkie życzenia jego mieszkańców, potrafi ciągle uczyć się nowych funkcji, reaguje na wszystkie możliwe czynniki otoczenia i przy tym wcale nie wymaga obsługi człowieka. Czasem taka wizja rozrasta się do osiedla, a nawet całego miasta sterowanego centralnie przez obdarzony inteligencją superkomputer.

Zrealizowanie takiego budynku wymaga najpierw uporania się z problemem sztucznej inteligencji, której algorytmy w oczywisty sposób musiałyby być realizowane przez system sterowania obiektem.

Ludzkość jeszcze daleka jest od stworzenia takiego oprogramowania i sprzętu, na którym mogłoby ono działać. Na razie zamiast "inteligentnych", oferuje się nam zinformatyzowane "wrażliwe", "zmysłowe" i łatwe do sterowania budynki, których krwiobiegami są układy rozmaitych sieci zarządzane przez jedno wspólne, rozbudowane centrum sterowania.

Wrocławskie forum

W ostatniej dekadzie maja odbyło się we Wrocławiu spotkanie poświęcone prezentacji najnowszych technologii potrzebnych przy projektowaniu nowoczesnych domów; przy tej okazji producenci mieli możność zaprezentowania swoich produktów i usług na towarzyszącej konferencji wystawie, zaś nowe standardy, trendy i sposoby rozwiązywania problemów technicznych, pojawiających się w trakcie realizacji inwestycji budowlanych, omówiono w serii wykładów i referatów, będących centralnym elementem konferencji.

Głównym organizatorem imprezy była wrocławska firma WALTER open systems, projektująca, wykonująca oraz integrująca systemy wchodzące w skład nowoczesnego budynku - wydatną pomoc okazała też Naczelna Organizacja Techniczna i Śląski Okręg Wojskowy. Patronat prasowy nad konferencją roztoczyły czasopisma NetWorld, Computerworld i Elektroinstalator.

Należy też stwierdzić, że impreza spotkała się z ogromnym - chyba nieprzewidzianym przez organizatorów - zainteresowaniem; dość powiedzieć, że na liście uczestników znaleźli się liczni przedstawiciele 160 firm i organizacji z całej Polski. We wszystkich stoiskach wystawowych wciąż odbywały się dyskusje i rozmowy handlowe, zaś zapędy krasomówcze prelegentów powodowały notoryczne przesuwanie czasu rozpoczęcia kolejnych referatów. Pierwsze tego typu spotkanie w naszym kraju udowodniło, iż problematyka prawidłowego projektowania dużych obiektów budowlanych jest w tej chwili na czasie - rozwijająca się gospodarka potrzebuje dobrze zaprojektowanych budynków, zaś prawidłowy projekt instalacji oszczędza wielu kosztów w czasie późniejszej ich eksploatacji.

Idea "inteligentnego" budynku

Koncepcja zinformatyzowanego i łatwego w zarządzaniu budynku narodziła się we wczesnych latach 80. w Stanach Zjednoczonych i Japonii. Zgodnie z definicją amerykańskiej organizacji IBI (Intelligent Buildings Institute) jest to "budynek tworzący wydajne i efektywne otoczenie poprzez optymalizację czterech jego elementów: struktury, systemów, obsługi i zarządzania - oraz wzajemnych stosunków między nimi; budynek taki pomaga jego właścicielom, zarządzającym oraz użytkownikom w spełnieniu ich oczekiwań w odniesieniu do kosztów działalności, komfortu, wygody i bezpieczeństwa pracy".

Optymalnie zaprojektowany pod kątem spełnionych warunków zawartych w powyższej definicji obiekt ma dla jego użytkowników same zalety: pozwala elastycznie modyfikować infrastrukturę i reorganizować stanowiska pracy, stwarza poczucie bezpieczeństwa i komfortu, a co za tym idzie - przynosi zwiększoną wydajność pracy personelu, minimalizuje koszty użytkowania budynku.

"Praktyczne realizacje koncepcji budynku "inteligentnego" nie zawsze zawierały elementy ideału. Wszystkie charakteryzowały się jednak pewnymi cechami wspólnymi - wizjonerską nowoczesnością projektu wychodzącego poza tradycyjne ramy, spojrzeniem całościowym na zagadnienie funkcji obiektu, próbami integracji jego działania w

organizm usprawniający pracę oraz humanizacją środowiska i elegancją wystroju wnętrz, które wywoływały uczucie komfortu u użytkowników tych budynków" - powiedział dr Michał Jeżewski w swoim referacie wygłoszonym w części oficjalnej wrocławskiej konferencji.

Układy i sieci

Podstawą funkcjonowania nowoczesnego biura, hotelu, portu lotniczego czy fabryki są sieci przypominające nieco układy organizmu żywego. Jak różnorodne są to systemy i jak wiele jest ich potrzebnych do zrealizowania ideału (istnienia niektórych z nich użytkownicy są nieświadomi), prezentujemy w następującym zestawieniu:

- systemy zasilania energią elektryczną i jej podtrzymywania

- sieci telekomunikacyjne i komputerowe

- klimatyzacja, w tym sterowanie wentylacją, temperaturą i wilgotnością

- sieć akustyczna - informacje głosowe, systemy nagłaśniające

- systemy regulacji poboru wody oraz instalacji centralnego ogrzewania

- zintegrowane układy regulacji natężenia oświetlenia

- sieci sygnalizacji pożarowej i detekcji dymu

- systemy kontroli dostępu i ewidencji użytkowników

- systemy ochrony i bezpieczeństwa, w tym sygnalizacja antywłamaniowa

- systemy komunikacyjne - windy i ruchome schody

- sieci transportu dokumentów i pieniędzy - poczta pneumatyczna

- układy wykrywania awarii sprzętu.

Energia jest podstawą

Elementy inteligentnego budynku można podzielić na dwie duże grupy: w pierwszej umieścimy te instalacje, które zakłada się od wielu dziesiątków (czasem setek) lat, a są unowocześniane i uzyskują nowe oblicze dzięki możliwości sterowania komputerowego. W drugiej znajdą się nowe elementy, będące w prostej linii potomkami panującej obecnie

ery teleinformatycznej.

Siecią niezbędną w budynku, będącą jednocześnie jedną z najbardziej tradycyjnych, jest układ zasilania elektrycznością. Technika komputerowa pozwoliła na powiększenie możliwości sterowania przepływem energii, zapewnienia lepszych jej parametrów i oszczędności zużycia. Programy wizualizacji pozwalają oglądać na ekranie monitora stan instalacji i w pełni nią sterować. Systemy filtrów aktywnych kompensują zakłócenia obniżające jakość energii dostarczanej do odbiorcy. Nad bezpieczeństwem sieci i cennych odbiorników energii czuwają systemy ochrony odgromowej i przepięciowej. Systemy zasilania napięciem gwarantowanym (znane też jako UPS) chronią odbiorniki przed wahaniami amplitudy i zanikami napięcia.

Budynek się broni Od dawna instaluje się w budynkach systemy sygnalizacji pożarowej oparte na sieci wykrywaczy dymu. Technika informatyczna pozwoliła na udoskonalenie tych elementów, tak że wykrywają one zagrożenia kilkoma "zmysłami" jednocześnie (czujniki dymu dokonujące analizy chemicznej powietrza on-line, czujniki płomieni, czujki laserowe i czujki temperatury). Komputerowe centrum analizuje i interpretuje dane otrzymane z czujników, a także

pozwala wychwycić przypadki prawdziwego pożaru, eliminując fałszywe alarmy.

Podobnie pracują systemy sygnalizacji antywłamaniowej oparte na czujnikach pasywnej podczerwieni, czujkach ultradźwiękowych, infradźwiękowych, sejsmicznych i wibracyjnych. Często tworzą one wraz z siecią wykrywaczy pożaru jeden wspólny system zabezpieczenia, sterowany z tej samej centrali. Do nowych elementów ochraniających budynek przed intruzami należy zaliczyć sieć telewizji przemysłowej oraz system kontroli dostępu operujący na kartach mikroprocesorowych.

Inne tradycyjne instalacje, które uzyskały nowe oblicze dzięki komputerom, to systemy grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne (możliwość sterowania parametrami pracy), centralne ogrzewanie i sieć dostarczania wody (możliwość regulacji i indywidualnego rozliczania kosztów eksploatacji), a także znana jeszcze w ubiegłym stuleciu

poczta pneumatyczna do przekazywania dokumentów w biurach, pieniędzy w supermarketach, zdjęć rentgenowskich i próbek krwi w szpitalach.

Okablowanie

Znakiem czasu w technice wznoszenia dużych budynków jest wyposażenie jego pomieszczeń w urządzenia komputerowe. Dla optymalnego ich działania potrzebne są sieci, a więc kable.

Najmodniejszym ostatnio zjawiskiem w tej dziedzinie jest okablowanie strukturalne. Miarą ruchu, jaki panuje w tym sektorze rynku, jest fakt, iż na wrocławskiej konferencji zagadnieniom sieciowym poświęcono ponad 10 referatów - żaden inny temat nie doczekał się aż tak dużej liczby omówień.

Okablowania wymagają sieci telefoniczne, nagłośnieniowe, telewizyjne a także dopiero zaczynające karierę w naszym kraju zintegrowane sieci do przesyłania mowy, obrazu i danych, czyli ISDN. Nowoczesny budynek oplatają więc kilometry przewodów miedzianych i światłowodowych, których optymalne ułożenie ma wielkie znaczenie dla późniejszego ich serwisu. Już w fazie projektu należy zadbać o jednorodność i prostotę połączeń kablowych, jeśli późniejsze zmiany konfiguracji biura czy postępowanie w razie awarii nie mają się przerodzić w "nocny koszmar instalatora".

Budynki na miarę czasów

W roku 1948 Norbert Wiener napisał: "Wiek XVIII był erą zegarów, wiek XIX erą pary, nasze stulecie zaś jest erą komunikacji i sterowania". Słowa te są dziś tak samo aktualne, jak w chwili napisania. Zmieniła się tylko nazwa - dziś nasz wiek nazywamy erą teleinformatyki w związku z niesłychanym rozwojem komunikacji telefonicznej i sieci komputerowych.

Tak jak wszystkie narzędzia nowoczesnego otoczenia człowieka, tak i budynki mieszkalne, gmachy użyteczności publicznej, a także miejsca naszej codziennej pracy przeobrażają się, aby sprostać wyzwaniom nowych czasów.

Trafnie ujął to prof. Daniel Józef Bem w swoim wystąpieniu inaugurującym konferencję Inteligentny Budynek '96: "Przekazywanie informacji na odległość staje się nie tylko ważnym czynnikiem pomocniczym, jak to było dotychczas, lecz - dzięki integracji telekomunikacji z informatyką - niezbędnym i niezastępowalnym ogniwem złożonych procesów gospodarczych i kulturowych".


TOP 200