01

STUDIJNÍ MATERIÁL k modulu Inteligentní budovy

k projektu Rozvoj dalšího profesního vzdělávání v Jihomoravském kraji

CZ.1.07/3.2.04/01.0045

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

INTELIGENTNÍ BUDOVY

Ing. Michaela Burdková, Ing. Petr Veselý Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Obsah Úvod ........................................................................................................................................ 2

1.

1.1.

Historie ............................................................................................................................. 2

2.

Definice pojmu inteligentní budova .......................................................................................... 3

3.

Porovnání klasické a inteligentní elektroinstalace .................................................................... 5

4.

Druh a topologie systému ........................................................................................................ 7 4.1.

Centralizovaný a decentralizovaný systém ....................................................................... 7

4.2.

Topologie sběrnicového systému ...................................................................................... 8

5.

Typy budov ............................................................................................................................ 10

6.

Úspora energie v osvětlení .................................................................................................... 14

7.

Elektronické zabezpečení ...................................................................................................... 15

8.

Inteligentní systémy ............................................................................................................... 17 8.1.

Firma ABB (i-bus KNX/EIB) ............................................................................................ 17

8.2.

Firma ABB (Ego-n) ......................................................................................................... 17

8.3.

Elko EP (Inels) ................................................................................................................ 19

Popis jednotlivých prvků systému Ego-n ................................................................................ 21

9.

9.1

Regulace osvětlení ......................................................................................................... 21

9.2

Vytápění a klimatizace .................................................................................................... 21

9.3

Ovládání rolet, markýz a vrat .......................................................................................... 21

9.4

Inteligentní a logické funkce ............................................................................................ 21

9.5

Simulace přítomnosti a střeţení ...................................................................................... 22

9.6

Zahrada a bazén............................................................................................................. 22

10.

Návrh nové elektroinstalace ............................................................................................... 23

10.1.

Půdorys objektu .......................................................................................................... 23

10.2.

Detailní popis funkcí .................................................................................................... 25

10.3.

Projektová dokumentace ............................................................................................. 29

10.4.

Technická specifikace ................................................................................................. 31

10.5.

Vlastní realizace .......................................................................................................... 31

Literatura ...................................................................................................................................... 32

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 1

1.

Úvod Člověk je od pradávna vynalézavý a vlastní mysl jej táhne k neustálému

přizpůsobování a zdokonalování svého okolí, následným poznáním je schopen proměnit starou věc za novou. Tento děj se technicky nazývá modernizace. Nejčastěji prozkoumává své blízké okolí, tj. věci ve své domácnosti. Od dob, kdy byla vynalezena elektřina, se kaţdá domácnost modernizovala. V dnešní době si uţ málokdo dokáţe představit domácnost bez elektřiny. Tento pokrok nám velice zvýšil ţivotní komfort. Termín elektroinstalace se v dnešní době velice zaţil, přičemţ pod ním rozumíme veškeré rozvody vedoucí elektřinu v domácnosti. Vývoj se ale nezastavil a klasická elektroinstalace prošla další modernizací s názvem inteligentní elektroinstalace. Cílem vývoje je usnadnění kroků a ulehčení práce uţivateli. Obytné budovy, které mají tento typ elektroinstalace, nazýváme inteligentními budovami. Jen pro představu, jedná se například o regulované vytápění, automatické osvětlení, zabezpečení domácnosti a vše je ovládáno pomocí jedné centrální jednotky, která propojuje silové a sdělovací informace. Tento projekt se zabývá inteligentní elektroinstalací a má za úkol ukázat nový pohled nad prvky, které jsou s touto elektroinstalací spojeny. Ve studijním materiálu, který máte právě v rukou, je nejprve nastíněna definice nového pojmu a jeho historie. Kdy a z čeho se vyvíjel, z jakých prvků je sloţen a který prvek plní jakou funkci.

1.1. Historie V 60. letech 20. století byl v Japonsku prezentován „inteligentní dům“, v němţ řízení veškerých funkcí řídil počítač. Tyto práce se však nesetkaly se širokým uplatněním v praxi. Počátkem 70. let 20. století energetická krize a prudký nárůst cen ropy způsobili nastartování vývoje projektů směřujících ke sniţování spotřeby energií na vytápění budov, jejich osvětlování atd. Prvních úspěchů bylo dosaţeno poměrně rychle. Byly prezentovány výsledky německých výrobců nejen kvalitnějších otopných systémů, ale i nově koncipovaných elektrických instalací. Za počátek zrodu jednotné koncepce inteligentní elektroinstalační techniky lze povaţovat rok 1987, v němţ zaloţily firmy Berker, Gira, Merten a Siemens společnost Instabus Gemeinschaft. Jejich cílem bylo vyvinout systém pro měření, řízení, regulaci a sledování provozních stavů v budovách [5]. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 2

2.

Definice pojmu inteligentní budova Pojmem

inteligentní

budova

rozumíme

propojení

elektroniky

a

výpočetní

technologie k dosaţení maximálního komfortu jejích uţivatelů, energetických úspor, zábavy a zabezpečení, přičemţ jednotlivé inteligentní prvky či systémy jsou integrovány a řízeny prostřednictvím jediného řídícího systému. Inteligentními budovami pak mohou být budovy kancelářské, rodinné i bytové domy, ale i obchodní centra. Tento pojem se zaměňuje za pojmy domácí automatizace, domotika či chytrý dům.

Inteligence domu se dělí do několika skupin: 1. Obsahující inteligentní zařízení a systémy – jedná se o dům obsahující samostatné inteligentně fungující zařízení a systémy pracující nezávisle na ostatních. 2. Obsahující inteligentní komunikující zařízení a systémy – jedná se o dům obsahující inteligentně fungující zařízení a systémy, které si vyměňují informace mezi sebou 3. Propojený dům – systémy jsou mezi sebou propojeny pomocí vnitřní a vnější komunikační sítě.

Všechny stupně mezi sebou navzájem komunikují. Další stupně jsou ve vývoji, jedná se o čtvrtý stupeň pod názvem učící se dům a poslední pátý stupeň, pozorný dům [5]. S pojmem inteligentní budova či elektroinstalace se pojí další dva důleţité pojmy: Aktor je prvek, který provádí naprogramovaný úkol pomocí senzoru. Jedná se o výkonové prvky. Senzor je prvek, který snímá a převádí snímanou veličinu po sběrnici. V mnoha případech je zařízení multifunkční, tzn., ţe obsahuje aktor i senzor. Takové zařízení je schopno ovládat více funkcí. Na následujícím obrázku je vyobrazeno vyuţití inteligentní elektroinstalace [2]. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 3


Porovnání klasické a inteligentní elektroinstalace

3. Klasická

Patří mezi nejpouţívanější v české republice, ale i ve světě. Je realizována za pomocí silového vedení, které zároveň slouţí jako zdroj elektrické energie a neumoţňuje měnit funkce systému bez zásahu do zapojení. Tímto způsobem lze přenášet pouze informaci typu zapnuto/vypnuto. Funkce kaţdého tlačítka je pevně dána tím, k jakému zařízení od něj vedou kabely. Pro přenos jiného typu informace je potřeba instalovat další vedení pouze pro tuto konkrétní situaci. Jakákoliv změna znamená zásah do instalace (vloţení dalšího kabelu) nebo do budovy (sekání omítek). Při návrhu je elektroinstalace navrhována pro jednotlivé zařízení s jedním účelem. Systémy nejsou kompatibilní a většinou mezi sebou nekomunikují, coţ vede ke sníţení komfortu uţivatele. Nevýhoda – nelze měnit bez nutnosti stavebních prací, kaţdý nový prvek znamená zvlášť vedená kabeláţ. – Neumoţňuje ţádné další funkce. – Není ţádný dálkový dohled a řízení. Výhoda – Moţná kombinace s novými prvky z oblasti inteligentní elektroinstalace. – Moţnost propojení s obnovitelnými zdroji energie. Určeno především pro – na komfort méně náročné uţivatele.


Inteligentní Vše, co bylo předešlé instalaci vyčítáno, tento typ to umoţňuje. Komunikace probíhá pomocí datové sběrnice a jednotlivé systémy mezi sebou komunikují a mohou se navzájem ovlivňovat. Uţivatel ovládá pouze jeden centrální systém, který dává impulsy ostatním. Jedná se o otevřený kompatibilní systém [1]. Umoţňuje jakoukoliv změnu stávající elektroinstalace bez zásahu do stavební konstrukce a systému. Jednotlivé prvky mohou komunikovat bezdrátově, není tedy nutná kabeláţ. Celý systém je nakonfigurován pomocí programu a jakákoliv změna v programu je moţná během provozu. Program je uţivatelsky přátelský. Nevýhoda – Draţší neţ klasická elektroinstalace. Výhoda – Jednodušší instalace neţ u elektroinstalace klasické. – Moţnost propojení s obnovitelnými zdroji energie. – Konfigurováno pomocí uţivatelského programu. – Moţnost bezdrátové elektroinstalace. – Mnohem menší prvky neţ u klasické elektroinstalace. – Kaţdý prvek má více funkcí. Určeno především pro – na komfort náročné uţivatele a pro nemohoucí osoby.


Shrnutí třech výhod inteligentní elektroinstalace: 1. Vidí, slyší, komunikuje. 2. Komfortně se ovládá. 3. Je úsporná.

4.

Druh a topologie systému

4.1. Centralizovaný a decentralizovaný systém Centralizovaný systém Jedná se o systém obsahující centrální řídící jednotku, která je propojená pomocí sběrnice s ostatními prvky. Informace ze senzorů jsou posílány do centrální jednotky, kde jsou zpracovány a výsledné informace jsou posílány do aktorů. Výhoda

– Levné senzory a aktory

Nevýhoda – Sloţitost funkčnosti centrální jednotky. – Nutnost propojení centrální jednotky se všemi ostatními prvky systému. Decentralizovaný systém Obsahuje jednotlivé prvky propojené komunikační sběrnicí, po které si navzájem posílají nebo přijímají informace. Není zde ţádný centrální prvek, coţ znamená, ţe všechny prvky jsou si rovnocenné. Výhoda

– Jednodušší a levnější propojení mezi prvky. – Variabilita systému. – Při poruše nedojde k výpadku systému.

Nevýhoda – Cena prvků z důvodu inteligence jednotlivých prvků [5].


4.2. Topologie sběrnicového systému 1. Liniová topologie – jednotlivé prvky jsou propojeny za sebou v jedné linii. Výhoda – Levná a jednoduchá instalace. Nevýhoda – Při výpadku jednoho prvku následuje výpadek celé struktury.

2. Lineární topologie – jednotlivé prvky jsou propojeny lineárně za sebou. Výhoda – Přehledná instalace, jednoduché připojování prvků. Nevýhoda – Při výpadku propojovacího prvku následuje výpadek celé struktury.

3. Hvězdicová topologie – ve středu struktury je umístěn prvek koncentrátor, který je propojen jednotlivě s okolními prvky. Výhoda

– Výpadek jednotlivých prvků nezpůsobí výpadek celé struktury, snadné rozšiřování topologie.

Nevýhoda – Velká spotřeba kabelů.


4.

Kruhová topologie – Neobsahuje ţádný centrální prvek, jednotlivé prvky jsou připojeny do kruhu, ve kterém si vyměňují informace. Výhoda – Snadná a levná instalace, výpadek jednotlivých prvků nezpůsobí výpadek celé struktury.

5.

Stromová topologie – Jednotlivé prvky jsou umístěny do větví, které jsou připojeny na centrální sběrnici. Výhoda – Při výpadku větve není způsoben výpadek celé struktury, komunikace můţe probíhat pouze v určitých větvích [5].


5.

Typy budov Velikost a typ inteligentní elektroinstalace závisí na typu budovy a účelu pouţití: 1. Bytové a rodinné domy – zde se klade důraz na komfort, vysoké poţadavky na úspory v energiích. Příklady: - Ruční a automatická regulace osvětlení. - Ruční a automatické řízení provozu ţaluzií. - Ruční a automatická regulace vytápění. - Klimatizace a ventilace. - Elektronické zabezpečení. - Vzdálený přístup.


2. Průmyslové objekty – zde se klade důraz na úsporu energií ve výrobních halách. Příklady: - Automatická regulace osvětlení. - Automatická regulace vytápění a větrání, resp. otevírání oken. - Elektronické zabezpečení. - Automatické hlášení poruch.

3. Administrativní budovy – jedná se především o kancelářské budovy, ve kterých se klade důraz na komfort v pracovní době a úsporu energií. Mimo pracovní dobu jsou prvky v úsporném reţimu, kdy se vyţaduje nejnutnější provoz. Tento reţim je moţno aktivovat i v době, kdy v kanceláři nikdo není (obědová pauza, školení atd.). Příklady: - Automatická a ruční regulace osvětlení a stínící techniky. - Automatická a ruční regulace vytápění. - Elektronické zabezpečení, řízení přístupu (kartové systémy). - Klimatizace a ventilace. - Snímače přítomnosti osob. - Vzdálený přístup.

4. Školící budovy – v těchto budovách se klade důraz na úsporu energií a automatickou regulaci osvětlení a vytápění. Příklady: - Automatická regulace osvětlení a stínící techniky. - Automatická regulace vytápění. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 11

- Elektronické zabezpečení. - Dálkový dohled.

5. Zdravotnické budovy – zde jsou kladeny vysoké poţadavky na komfort připomínající domácí prostředí. Příklady: - Automatické a ruční regulace osvětlení a stínící techniky. - Automatická a ruční regulace vytápění. - Klimatizace a ventilace. - Vzdálený přístup. - Dálkový dohled. - Monitoring a řízení výtahů či pohyblivých chodníků. - Elektronické zabezpečení. - Detekce poruch a záloţní systémy.


6. Ubytovací budovy – komfort se nastavuje pouze v místnostech, ve kterých je přítomnost osob, ostatní místnosti jsou v úsporném reţimu. Příklady: - Automatické a ruční regulace osvětlení. - Automatická a ruční regulace vytápění. - Elektronické zabezpečení. - Klimatizace a ventilace. - Snímače přítomnosti osob. - Vzdálený přístup.

7. Obchody – zde se klade důraz na zabezpečení a úsporu energií ve vnitřních prostorách a výlohách. Příklady: - Automatické regulace osvětlení a stínící techniky. - Automatická regulace vytápění a větrání, resp. otevírání oken. - Monitoring a řízení výtahů či pohyblivých chodníků. - Protipoţární systémy. - Elektronické zabezpečení [5].


Úspora energie v osvětlení

6.

Především se jedná o automatickou regulaci osvětlení, kde podle zvolených hodnot a senzorů počítač nastavuje aktory světel. Vstupním poţadavkem je, aby po celý den byla zachována v místnosti stabilní osvětlení. Existuje spousta kombinací jak k tomu dospět, neuvaţujeme-li o ručním ovládání. Zde je pár návrhů:

1. Venkovní snímače snímají intenzitu světla a ovládají rolety:  pokud je venku tma, rozsvítí v místnosti světla,  pokud je venku světlo, světla zhasnou,  pokud venku intenzita světla přesáhne nastavený limit, zatáhnou se rolety. Výhoda – Vše se děje na automatický provoz bez zásahu osoby. Nevýhoda – Osoba v místnosti nevnímá venkovní světlo.

2. Venkovní snímače snímají intenzitu světla:  pokud je tma, rozsvítí se v místnosti světla,  pokud je světlo, světla zhasnou,  pokud se zatahuje, pak podle intenzity světla nastavují hodnotu světel v místnosti. Výhoda – Vše se děje na automatický provoz bez zásahu osoby. Nevýhoda – Pokud intenzita světla překročí rozsah, pak se musí ručně stáhnout rolety.

3. Aktory jsou nastaveny dle nočního a denního reţimu: Nevýhoda – Pokud se setmí během dne, je třeba světla zapnout ručně. Výhoda – Osoba v místnosti vnímá venkovní světlo. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 14

4. Aktory rozsvěcují světla podle přítomnosti osob (i dynamické osvětlení cesty):  pokud je osoba v místnosti, rozsvítí se světla,  pokud není osoba přítomná, světa zhasnou.

Úspora ve vytápění můţe pracovat na obdobném principu, kdy za daných podmínek systém pracuje automaticky. Systém nejen šetří energii, ale i zvyšuje komfort uţivatelů.

7.

Elektronické zabezpečení Kaţdý, kdo vlastní hmotný majetek, chce, aby mu zůstal na maximální moţnou

dobu a nechce být okraden. K tomuto účelu slouţí elektronické zabezpečení, které se dá dle poţadavků naprogramovat. Zde je uvedeno pár návrhů jak propojit elektronické zabezpečení s inteligentní elektroinstalací: 1. Kaţdodenní odchod z místnosti:  při zapnutí střeţení na elektronické zabezpečení: o chrání pomocí senzorů místnost, o automaticky nastaví úsporný reţim v místnosti: vypne nepotřebné osvětlení, u potřebného osvětlení nastaví hodnotu na minimální úroveň, nastaví vytápění a klimatizaci na minimální hodnoty.

2. Dlouhodobý odchod z místnosti:  při zapnutí střeţení na elektronické zabezpečení: o chrání pomocí senzorů místnost, o automaticky nastaví úsporný reţim v místnosti. vypne nepotřebné osvětlení, Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 15

u potřebného osvětlení nastaví hodnotu na minimální úroveň, nastaví vytápění a klimatizaci na minimální hodnoty. o zavře otevřená okna a zatáhne rolety, o posílá v nastaveném intervalu na mobilní zařízení SMS o aktuálním dění v místnosti.

3. Simulace přítomnosti osoby:  při zapnutí střeţení na elektronické zabezpečení: o chrání pomocí senzorů místnost, o v nastavených intervalech: zapíná a zhasíná světla, stahuje a vytahuje rolety, pouští hudební zařízení, pomocí jiných zařízení simuluje ţivot v místnosti. o v pravidelných nastavených intervalech posílá SMS na mobilní zařízení (aktuální dění v místnosti).

4. Vzdálený dohled:  pomocí mobilního zařízení můţeme ovládat zařízení v místnosti dálkově pomocí SMS: o poţadujeme určitou teplotu v době příchodu do místnosti, o v době příchodu do koupelny chceme mít napuštěnou vanu, atd.


Inteligentní systémy

8.

Na trhu je několik systému, které většinou jsou uţivatelsky podobné. Liší se především počtem vyuţitelných prvků a jejich propojením. Následuje výběr firem, které se na našem trhu dlouhodoběji zabývají inteligentní elektroinstalací.

8.1.

Firma ABB (i-bus KNX/EIB)

Jedná se o decentralizovaný sběrnicový systém (celoevropsky normalizovaný), který se skládá z různých KNX prvků. Kaţdý prvek má jedinečnou fyzickou adresu slouţící k identifikaci. Komunikace probíhá pomocí telegramu obsahující instrukce pro daný prvek. Tento telegram je konfigurovatelný programem. Sběrnice můţe být jakékoliv topologie s podmínkou, ţe délka jedné větve nebo linie je do 1km s maximálním počtem prvků 64. konfigurace systému probíhá na PC pomocí USB. Tento systém je určený pro budovy komerčního vyuţití nebo velkých a luxusních staveb obytného charakteru.

8.2.

Firma ABB (Ego-n)

Jedná se o centralizovaný systém s řídící jednotkou umoţňující komunikaci přes sběrnici. Tento systém je především určen pro novostavby nebo rekonstrukce rodinných bytů či domů.

Úrovně: Basic – systém s jedním řídícím modulem, který lze programovat i bez pouţití PC za pomocí tlačítkového módu. Plus – systém s více řídícími jednotkami, nebo s komunikaci přes sekundární sběrnici s poţadavky na vizualizaci či GSM ovládání. Tento systém se programuje přes PC s nainstalovaným programem Ego-n Asistent, který je připojený ke komunikačnímu modulu.


Sběrnice:

Primární

Sekundární -


8.3.

Elko EP (Inels)

Jedná se o systém vyrobený v české republice, svými produkty dokonale konkuruje větším firmám, které se zabývají inteligentní elektroinstalací. Tento systém řídí provoz domu od ovládání osvětlení, přes regulaci vytápění, řízení rolet, klimatizace a jiných spotřebičů, aţ po zabezpečení domu a ochrana majetku. Je navrţen především pro malé objekty, ale není vyloučena moţnost instalace v rozsáhlejších objektech.

Úrovně: Inels

minimal

–

představuje

samostatné

řešení

dílčích

oblastí

elektroinstalace. Vyuţití spočívá v řízení některých samostatných částí (regulace teploty, osvětlení, ovládání rolet či zabezpečovacího systému). Inels basic – je určen pro rodinné domy střední velikosti a byty. Skládá se z centrální jednotky připojené na sběrnici CIB, na kterou je moţno připojit pouze 64 prvků. Inels extend – jedná se o nástavbu úrovně basic a je určen pro rodinné domy větší velikosti a administrativní budovy. Skládá se ze sběrnice CIB a centrální jednotky ovládající maximálně 64 prvků s moţnosti připojení sekundární sběrnice, kterou se dá ovládat dalších maximálně 128 prvků. Celkově tento systém ovládá 192 prvků. Inels and bms – určený pro rozsáhlé objekty a technologicky sloţité aplikace v oblasti

řízení

budov,

zdrojů

a

rozvodů

tepla

či

chladu,

řízení

a monitorování těchto autonomních subsystémů v jednom systému.

Další systémy na trhu od různých firem pracují na obdobném technologickém principu jako tři předešlé vyjmenované systémy a mohou si navzájem konkurovat [5].


Název společnosti

Země původu

Systém

Moller

Německo

Lon

Moller

Německo

Nikobus

Moller

Německo

Xcomfort

Schneider Electric

Německo

Tac

Siemenes

Německo

Synco Living

Burgess Controls

Švýcarsko

Saia

Honeywell

Amerika

Home security system

Bpt

Itálie

Mithoplus


9.

Popis jednotlivých prvků systému Ego-n

9.1

Regulace osvětlení

Uţivatel si vytvoří vlastní světelné scény pro kaţdou místnost podle činnosti, kterou chce v dané místnosti vykonávat (rozlišuje se denní a noční reţim). V rámci úspor energie se svítí vţdy tam, kde se nachází osoba a v takové intenzitě světla jakou potřebuje. Osvětlení lze řídit centrálně, individuálně nebo automatickým spínačem. V nočním reţimu tlumené osvětlení posvítí na cestu bez nutnosti hledání spínače.

9.2

Vytápění a klimatizace

Nejvíce energie a tím i peněz je vynakládáno na topení. Nejvíce energie se ušetří individuálním ovládáním topných těles a jejich hlavic termostatem v kaţdé místnosti. Termostat komunikuje s hlavicí, která reguluje těleso, například ve spojení se snímačem na otevřené okno, automatiky uzavře okno. S hlavicemi jiţ uţivatel nepřijde do styku. Ovládat topení lze i dálkovým dohledem, obzvláště v zimě uţivatel ocení, ţe neţ dorazí promrzlý domů, je objekt vytopen na poţadovanou teplotu.

9.3

Ovládání rolet, markýz a vrat

Uţivatel si opět nastavuje vlastní reţimy pro ovládání rolet. Pokud se osoba v dané místnosti ráda probouzí sluníčkem a večer je nerada rušena venkovním osvětlením, pak uvítá, ţe se rolety mohou automaticky stáhnout v nastavený čas a s příchodem soumraku opět vysunout. Odpadá obíhání místností a stahování jednolitých rolet. Pokud přijíţdí uţivatel k objektu, můţe si dálkově otevřít vjezdová garáţová vrata.

9.4

Inteligentní a logické funkce

Příklady naprogramování systému jeho jednotlivých funkcí: o Větrání oknem – systém vypne topné těleso v dané místnosti. o Začíná pršet – zavřou se veškerá střešní okna, zakryje se bazén. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 21

o Venku se stmívá – zatahují se ţaluzie v místnostech, ve kterých se jiţ svítí. o Nikdo není doma – vypínají se všechny spotřebiče a zásuvky (samozřejmě kromě lednice a dalších přístrojů vyţadujících neustálou dodávku energie). o Na dovolené – nebojte se zlodějů. Systém bude simulovat Vaši přítomnost a střeţit.

9.5

Simulace přítomnosti a střežení

Pokud uţivatelé domu odjedou na dovolenou, nemusí se bát o svůj dům. Systém zcela nahradí jejich přítomnost. Chvíli se svítí tam a pak zase jinde. Ţaluzie se spouštějí a vysouvají. Pokud by zloděj pronikl do zahrady, systém si na něj posvítí. Inteligentní elektroinstalace můţe spolupracovat se zabezpečovacím systémem a v případě narušení objektu podá zprávu na předvolený GSM telefon nebo na pult centrální ochrany.

9.6

Zahrada a bazén

Starost o zahradu můţe uţivatel přenechat chytrému systému. Tuto výhodu uţivatel ocení převáţně v letních měsících, kdy v parných dnech například pokropí květiny nebo zkontroluje filtraci bazénové vody, pokud teplota klesne pod nastavený limit, zapne vyhřívání [3].


Návrh nové elektroinstalace

10.

Před návrhem inteligentní elektroinstalace jsou zapotřebí stejné kroky jako pro instalaci klasickou. Nejprve je potřeba přivést na pozemek elektrickou energii z distribuční sítě (ČEZ, EON a PRE). Na následujícím obrázku jsou vyznačeny působnosti jednotlivých distribučních společností.

Pro připojení k síti je dále potřeba podat ţádost o vytvoření nového odběrného místa a po následném odsouhlasení místa, reálně vytvořit přípojku. Součásti přípojky je hlavní domovní pojistková skříň, která je umístěna na hranici pozemku. Kaţdý rozvod, který je umístěný za přípojkou, musí plnit potřebné náleţitosti dané zákonem. V následujících krocích je postup pro návrh nové elektroinstalace.

10.1.

Půdorys objektu

Základem k návrhu nové elektroinstalace je vlastnit půdorys objektu. Majitelé domu a projektant spolu vytvářejí návrh nové elektroinstalace na základě poţadavků a potřeb, které jsou zhodnoceny projektantem. Dále jsou majitelé seznámeni s novými prvky, které lze do návrhu zařadit či ne.


Pokud se jedná o nový dům či byt, pak se na základě stavebních výkresů zhodnotí nejlepší místo pro umístění hlavního a vedlejších rozvaděčů. Dále se projednává umístění zásuvek, světel, vypínačů či elektrospotřebičů. Jednotlivé místnosti by měly být pojmenované podle účelu, pro které jsou určeny. Minimální doporučený počet zásuvek a světel je dán normou, ale kaţdý majitel by si měl uvědomit, co bude v místnosti pouţívat za elektrospotřebiče a podle toho volit počet zásuvek. Veškerý návrh prvků je zakreslen do projektové dokumentace a následně zkontrolován oběma stranami.

Důleţité otázky pro správná návrh objektu: o Jak je dům orientován z hlediska světových stran? o Jaký je okolní terén či zahrada (svah, rovina)? o Jakým způsobem jsou řešeny přípojky energií? o Jaká je konstrukce domu? o Jaké technologie se budou v domě vyskytovat (topení, klimatizace, VZT, bazénová technologie, zabezpečení apod.)? Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 24

10.2.

Detailní popis funkcí

Popis funkcí se skládá ze dvou částí (textového popisu se zaměřením na slovní vyjádření funkce a tabulky s matematickým zápisem funkce). Příklady popisů funkcí pro rodinný dům: o Svítidla, zásuvky  Ovládání všech svítidel uvnitř domu tlačítkovými spínači na stěnách.  Svítidla v obytné budou stmívána, ostatní pouze spínána.  V obytné hale budou svítidla ovládána dálkovým ovladačem včetně scén: o Základní nastavení – centrální svítidlo v kuchyni a v hale zapnuto na 100 %, ostatní zhasnuto. o Sledování TV – svítidlo u TV zapnuto na 30 %, svítidlo nad konferenčním stolkem zapnuto na 30 %, svítidlo nad barem zapnuto na 50 %, ostatní zhasnuto.  Na chodbách v 1. NP a 2. NP a na schodišti budou svítidla spínána pohybovými snímači, pokud intenzita světla klesne pod stanovenou mez.  Při odchodu z domu budou odpojeny všechny zásuvkové okruhy v kuchyni, kromě okruhu s ledničkou a mrazákem.  Ze vstupní haly a z loţnice bude moţnost centrálního vypnutí osvětlení v celém domě (všechna svítidla v RD).  Svítidla na příjezdové a přístupové cestě k domu budou spínána pohybovými snímači.  Svítidla v zahradě budou spínána tlačítky z domu. o Žaluzie, markýzy, rolety, závěsy, okna  V domě budou el. Ovládané venkovní ţaluzie tlačítkovými spínači na stěnách, tlačítka mají vyšší prioritu neţ oslunění, ale niţší neţ rychlost větru a déšť.


 Ţaluzie, markýza a střešní okna budou chráněna proti vysoké rychlosti větru (nad stanovenou rychlost km/h).  Ţaluzie a rolety budou v automatickém provozu v závislosti na slunečním osvitu – je-li překročena stanovená hodnota intenzity oslunění déle neţ 5 min. budou rolety a ţaluzie staţeny (na příslušné fasádě) a ţaluzie natočeny do minimálního úhlu nepropouštějícího světlo. Klesne-li hodnota intenzity pod danou mez na déle neţ 15 min. budou ţaluzie a rolety vytaţeny, v základní poloze jsou všechny zastiňovací prvky vytaţeny.  Současně s centrálním vypnutím osvětlení v celém domě se zavřou i střešní okna světlíku. o Topení, klimatizace, vzduchotechnika  V domě bude centrální zdroj tepla a chladu (tepelné čerpadlo, kotel a klimatizace apod.).  Bude dáván pouze povel k útlumu při dlouhodobějším (více neţ 2 dny) opuštění domu (např. Dovolená) z vizualizace na PC.  Přepnutí z útlumu do komfortu a zpět bude moţné prostřednictvím GSM modulu mobilním telefonem.  V celém domě bude podlahové topení.  V jednotlivých obytných místnostech, koupelnách a bazénové hale budou prostorové termostaty, které budou ovládat fancoily a ovládací hlavice na topných ţebřících.  Budou definovány 4 teplotní hodnoty – komfortní reţim, noční útlum, denní útlum a protizámrzná teplota, na termostatech je moţné teplotu upravit.  Při otevření prosklených ploch (okna, dveře) dojde k přepnutí na regulaci na protizámrznou teplotu.  Bude blokováno topení proti chlazení, aby nepracovaly proti sobě.  V bazénové hale bude ventilace ovládána na základě snímání vzdušné vlhkosti, při překročení nastavené hodnoty poběţí 30 min. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 26

o Bazénová technologie, sauna  Bazénová technologie vnitřního bazénu bude řízena z vlastního rozvaděče.  Tlačítky bude ovládáno roletové zakrytí bazénu a podhladinové osvětlení.  Do vizualizace budou přenášeny informace o ph, chlóru, flokulantu a teplotě bazénové vody a dále bude měřeno mnoţství protečené vody pomocí impulsního vodoměru, při překročení nastavené hodnoty bude zobrazeno varování a bude uzavřen elektroventil přívodu vody do technologie, po kvitanci varování bude elektroventil otevřen.  V bazénové technologii bude snímáno zaplavení, v případě zaplavení bude zobrazen alarm ve vizualizaci, bude uzavřen elektroventil přívodu vody do technologie a bude dána informace na mobilní telefon, po kvitanci alarmu bude elektroventil otevřen. o Garážová vrata, vjezdová brána, vstupní dveře  Zasláním jedné SMS dojde k otevření brány a garáţových vrat a rozsvícení osvětlení v garáţi (pokud je intenzita světla niţší neţ stanovená mez) a obráceně zasláním jedné SMS se pozhasíná a pozavírá.  Zasláním jedné SMS dojde k otevření vstupní branky a vchodových dveří, uzamyká se automaticky při zavření branky a dveří.  V obou podlaţích bude vedle domácího videotelefonu dvoutlačítko pro ovládání branky a brány v případě návštěvy. o Zahrada  Ovládání osvětlení v zahradě a na přístupových cestách  Ovládání zavlaţování – ve vizualizaci bude moţné nastavit, které sekce a kdy budou zavlaţovány (časový rozvrh sekcí).  Hlídání hladiny a dopouštění vody do nádrţe na zavlaţovací vodu – do nádrţe bude svedena dešťová voda z okapů, v případě nízké hladiny (pod 1/4 výšky nádrţe) bude doplněna automaticky ze studny pouze ale do 1/3 výšky nádrţe. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. 27

 Řízené vyhřívání okapů, příjezdové cesty a chodníku, v případě, ţe poklesne teplota pod -2 °C a padají sráţky, zapne se vyhřívání a je zapnuto ještě další 2 hodiny, neţ jeden z parametrů pomine. o Elektrická zabezpečovací signalizace (EZS)  Propojení s EZS – při alarmu dojde k rozsvícení osvětlení v celém RD a na zahradě.


10.3.

Projektová dokumentace

Kaţdá projektová dokumentace se skládá ze dvou částí, tj. textové a výkresové části. Textová obsahuje technickou zprávu a výkresová obsahuje výkresy elektroinstalace kaţdé místnosti všech podlaţí. Dokumentace je vyhotovena v době, kdyţ uţ jsou vyřešeny všechny poţadavky a k nim napsány podrobné textové a matematické funkce. Oproti klasické výkresové dokumentaci se inteligentní liší pouze v bodě kreslení rozvaděčů.



10.4.

Technická specifikace

Systémová instalace v rodinném domě je především o komfortu a aţ druhořadě o úspoře energií. Tímto bodem se rozumí detailní popis koncových a propojovacích prvků a elektroinstalační materiál [3].

10.5.

Vlastní realizace

Nejdůleţitější je spolupráce s ostatními profesemi, které budou postupně pracovat na výstavbě rodinného domu. Ne nadarmo se říká: “dvakrát měř a jednou řeţ“. Samotná elektroinstalační práce začíná vytvořením hrubých rozvodů, tzn. vytvořením tras, zapuštěním elektroinstalačních trubek ukončených univerzálními elektroinstalačními krabicemi. Jedná se o klasické řešení přívodů ukrytých pod omítkou. Na základě projektové dokumentace se potom v trubkách do jednotlivých místností instaluje kabeláţ a umísťují jednotlivé prvky. Nakonec se celý systém programuje na základě prvotních poţadavků majitelů, následně „oţivuje“ a předává spolu s instruktáţí budoucím majitelům [5].


Literatura [1]

Dokoupil, J., “Aplication of inteligent control elements in modern electrical

instalation:” Bachelor thesis, Brno: Vysoké učení technické v Brně, fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2009. [2]

Kolář, M., “Počítačové řízení prvků inteligentní Elektroinstalace:” Bachelor thesis,

Brno: Vysoké učení technické v Brně, fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2009. [3]

Pracovníci

firmy

ABB,

“Inteligentní

elektroinstalace:”

Web

side:

http://www117.abb.com/index.asp?thema=8919, 2006. [4]

Slováček, A., “Visualization for an intelligent house and its environment control”

Bachelor thesis, Brno: Vysoké učení technické v Brně, fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2010. [5]

Trtík, J., “Návrh elektroinstalace rodinného domu s vyuţitím Inteligentních prvků”

Bachelor thesis, Brno: Vysoké učení technické v Brně, fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2009.


01

Recommend Documents