Hodnocení efektivnosti technologií pro inteligentní domácnosti

Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta informatiky a statistiky Katedra informačních technologií

Studijní program: Aplikovaná informatika Obor: Informační systémy a technologie

Hodnocení efektivnosti technologií pro inteligentní domácnosti DIPLOMOVÁ PRÁCE

Student

:

Bc. Lukáš Parma

Vedoucí :

prof. Ing. Zdeněk Molnár, CSc.

Oponent :

Ing. Petr Žemlička

2012

Prohlášení

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl všechny použité prameny a literaturu, ze kterých jsem čerpal.

V Praze dne 10. prosince 2012

................................ Lukáš Parma

Poděkování Touto cestou děkuji vedoucímu mé diplomové práce, panu prof. Ing. Zdeňku Molnárovi, CSc., za odbornou pomoc a vstřícnost při tvorbě této práce. Též bych rád poděkoval společnosti ELKO EP, s.r.o., která mi poskytla podklady pro zpracování praktické části. Jindřichu Švestkovi a Ing. Václavu Mahdalovi, za konzultace. Dále bych rád poděkoval pí. Janě Šaldové za cenné rady při konečném zpracování diplomové práce. V neposlední řadě samozřejmě děkuji své rodině a přítelkyni za psychickou podporu po dobu studia.

Abstrakt Diplomová práce se zabývá studií o inteligentních systémech v domácnostech. Cílem práce je dokázat efektivnost inteligentních systémů. Na vzorovém projektu ukazuje, jak lze vypočítat efektivnost a návratnost investic vložených do inteligentních systémů řízení. Výstupem práce je metodika pro zjištění efektivnosti investic pro projekty inteligentních systémů. Práce je rozdělena do dvou částí. Teoretická část seznámí čtenáře s problematikou inteligentních systémů, s funkčností systému a s jeho výhodami a nevýhodami. Po technické stránce popisuje vzorový inteligentní systém iNELS. V praktické části jsou uvedeny postupy a výsledky efektivnosti systému. Klíčová slova Inteligentní budova, Inteligentní systém řízení, Centrální řízení, Efektivnost inteligentních systémů, Inteligentní elektroinstalace, iNELS

Abstract This thesis deals with the study of home automation systems. The main goal of this thesis is to prove their effectiveness. The sample project shows how to calculate the efficiency and profitability of investment in the home automation systems. The result of this work is a methodology for determining the efficiency of investment projects into automation systems. The work is divided into two parts. The theoretical part is to provide the reader with the basic understanding of automation systems. their functionality and their advantages and disadvantages. A technical model is provided describing an automation system iNELS. The practical part describes the procedures and the outcomes of the effectiveness of the system. Keywords Intelligent building, Intelligent management system, central control, the effectiveness of intelligent systems, smart electrical wiring, iNELS

Obsah 1. Úvod ....................................................................................................................................................................................1 1.1.

Vymezení tématu práce a důvod výběru tématu ................................................................................... 1

1.2.

Cíle a struktura práce ........................................................................................................................................... 2

1.3.

Způsob a metoda dosažení cíle ........................................................................................................................ 2

1.4.

Předpoklady a omezení práce .......................................................................................................................... 2

1.5.

Výstupy a očekávané přínosy ........................................................................................................................... 2

1.6.

Rešerše podobných prací ................................................................................................................................... 3

I.

Teoretická část............................................................................................................................................................5

2. Charakteristika inteligentní budovy ..................................................................................................................5 2.1.

Různé pohledy na IB ............................................................................................................................................. 6

2.2.

Definice odborníků ................................................................................................................................................ 7

2.3.

Počátky inteligentní instalace .......................................................................................................................... 7

2.4.

Rozdělení IB............................................................................................................................................................... 9

3. Definice základních pojmů a efektivnosti.....................................................................................................10 4. Přínosy inteligentního domu ..............................................................................................................................16 4.1.

Společné, jednoduché a intuitivní ovládání veškeré techniky ..................................................... 16

4.2.

Komfort a pohodlí ............................................................................................................................................... 16

4.3.

Zabezpečení objektu .......................................................................................................................................... 17

4.4.

Zábava........................................................................................................................................................................ 17

4.5.

Design ........................................................................................................................................................................ 17

4.6.

Úspory energií ....................................................................................................................................................... 17

5. Nízkoenergetické a pasivní budovy.................................................................................................................21 5.1.

Nízkoenergetická budova ................................................................................................................................ 22

5.2.

Pasivní budova ...................................................................................................................................................... 22

5.3.

Nulové budovy ...................................................................................................................................................... 23

5.4.

Průkaz energetické náročnosti budovy.................................................................................................... 23

6. Systémy a technologie řízení inteligentních budov ................................................................................24 6.1.

Rozdíl mezi klasickou a inteligentní elektroinstalací ....................................................................... 24

6.2.

Rozdělení systémů .............................................................................................................................................. 27

6.3.

Komunikační sběrnice....................................................................................................................................... 28

7. Současný stav na trhu .............................................................................................................................................33 7.1.

Tuzemský trh ......................................................................................................................................................... 34

7.2.

Zastoupení ve světě ............................................................................................................................................ 36

8. Systém iNELS od ELKO EP, s.r.o. .......................................................................................................................37 8.1.

Centrální jednotka............................................................................................................................................... 37

8.2.

Sběrnice CIB ........................................................................................................................................................... 39

II. Praktická část ..............................................................................................................................................................41 9. Popis vzorové budovy ............................................................................................................................................41 9.1.

Výpočet tepelných ztrát.................................................................................................................................... 42

9.2.

Systém vytápění a ohřev teplé vody .......................................................................................................... 45

10. Inteligentní elektroinstalace ve vzorové budově .....................................................................................48 10.1. Řízení osvětlení..................................................................................................................................................... 49 10.2. Řízení vytápění ..................................................................................................................................................... 51 10.3. Zabezpečovací systém EZS a EPS ................................................................................................................ 51 10.4. Ovládání pomocí systému iMM .................................................................................................................... 52 10.5. Komunikace ............................................................................................................................................................ 52 11. Cenový návrh inteligentního systému v budově ......................................................................................52 11.1. Investiční náklady ............................................................................................................................................... 54 11.2. Provozní náklady ................................................................................................................................................. 55 11.3. Úspory provozních nákladů ........................................................................................................................... 56 12. NPV, IRR a PP projektu...........................................................................................................................................58 13. Efektivnost osvětlení ...............................................................................................................................................63 13.1. Stmívání a detekce pohybu............................................................................................................................. 65

14. Návratnost spotřebičů............................................................................................................................................67 15. Efektivnost nekvantifikovatelných přínosů ................................................................................................70 15.1. Důležitost přínosů inteligentní budovy ................................................................................................... 70 15.2. Důležitost úspor energií ................................................................................................................................... 71 15.3. Společné ovládání všech funkcí .................................................................................................................... 72 15.4. Přehlednost společného ovládání ............................................................................................................... 72 15.5. Automatické ovládání ........................................................................................................................................ 72 15.6. Ovladače systému iNELS .................................................................................................................................. 73 15.7. Oblíbené ovladače ............................................................................................................................................... 73 15.8. Ovládání domu v nepřítomnosti .................................................................................................................. 74 15.9. Audiovizuální technologie............................................................................................................................... 74 16. Závěr ................................................................................................................................................................................75 Terminologický slovník ..................................................................................................................................................78 Seznam obrázků .................................................................................................................................................................79

Seznam tabulek ...................................................................................................................................................................79 Seznam grafů ........................................................................................................................................................................80 Seznam příloh ......................................................................................................................................................................80

1. Úvod 1.1. Vymezení tématu práce a důvod výběru tématu Donedávna jsme se s automatizací setkávali především v průmyslovém odvětví nebo ve velkých administrativních budovách. V posledních letech se však automatizace začínala využívat čím dál více i v technickém zařízení obytných budov. Nově postavený rodinný dům už běžně obsahuje automatizační systémy jako např., řízení vytápění, bezpečnostní systémy, systémy řízení osvětlení, stínicí techniky a spoustu dalších. Tyto systémy se většinou dodávají zvlášť a přináší domu tzv. „Inteligenci.“ S rostoucím počtem jednotlivých systémů roste i složitost ovládání. Proto se v současné době firmy zaměřují na propojení všech systémů v jeden kompaktní celek. Pokud spojíme všechny tyto systémy dohromady v jeden centrální systém, můžeme se bavit o tzv. „Inteligentní budově.“ Inteligentní systémy řízení budov kromě zvyšujícího komfortu bydlení a pohodlí uživatele zvyšují i úsporu energií. Uživatel ušetří nemalé finanční částky, takže můžeme tvrdit, že je tento systém efektivní. Cena energií stoupá každým rokem, to je nepřehlédnutelný fakt. Majitelé domů se tedy snaží tyto výdaje minimalizovat. Jedním z velkých pomocníků snížení nákladů na energiích je právě pořízení inteligentních systémů. Firmy propagující inteligentní systémy tvrdí, že jejich systémy dokáží ušetřit až 30 % energií. Práce je vymezena právě na tyto přínosy inteligentních systémů a dokazuje jejich efektivnost. Téma jsem si vybral, protože mě zajímalo, zda je míra je efektivnosti a návratnost investic do inteligentních systémů skutečná tak, jak udávají jejich výrobci. Vyplatí se investice do těchto systémů? Kolik ušetřím díky těmto systémům? A za jak dlouho se vrátí investice, pokud si inteligentní systém pořídím? Na položené otázky ve své diplomové práci odpovím. O tento obor jsem se začal zajímat také proto, že jsem v něm viděl budoucnost bydlení, které může být mj., ekologické, efektivní a pro uživatele komfortní. Pro související výpočty jsem dostal k dispozici projekt od firmy ELKO EP s inteligentním systémem iNELS. Na tomto projektu předvedu způsob a postup výpočtů pro získání údajů o efektivnosti inteligentního systému a dobu jeho návratnosti.

1

1.2. Cíle a struktura práce Diplomová práce je rozdělena do dvou částí - teoretické a praktické. Cílem teoretické části je seznámit čtenáře s problematikou inteligentních domů, historií, charakteristikami, základním rozdělením a kategorizací budov. Vysvětlit jaké přínosy plynou z pořízení inteligentního domu a jaké úspory můžeme díky inteligentním systémům získat. Popsat současný stav na trhu a představit největší firmy, které se pohybují na českém trhu. Vysvětlit hlavní rozdíl mezi běžnou a inteligentní elektroinstalací, ukázat jejich výhody, nevýhody a seznámit čtenáře o funkčnosti celého celku. Cílem praktické části je ocenění použitého inteligentního systému na vzorovém projektu a definice úspor jednotlivých částí systému. Hlavním úkolem je zjistit efektivnost a návratnost vzorového projektu jako celku, ale i efektivnost jeho dílčích přínosů.

1.3. Způsob a metoda dosažení cíle Pro zjištění efektivnosti inteligentních systémů jsou v práci použity metodiky doby návratnosti. Pro přesnější určení skutečnosti jsou využity i diskontované doby návratnosti či čistá současná hodnota, která počítá i s jinými možnosti investic do stejně rizikových projektů. Aby se daly určit efekty z nekvantifikovatelných přínosů, je použita metoda sběru dat pomocí dotazníku.

1.4. Předpoklady a omezení práce Pro zjištění hodnot efektivnosti a návratnosti byly v práci použity metody, které počítají s budoucími a možnými stavy ekonomiky. Parametry metod jsem zvolil s ohledem na minulá období, mohou tedy být v budoucnosti odlišné. Pro zjištění některých přínosů inteligentních systémů jsem zvolil oslovení uživatelů pomocí dotazníku. Nedostal jsem však, bohužel, dostatečný počet odpovědí pro plnohodnotné závěry.

1.5. Výstupy a očekávané přínosy Práce je určena pro subjekty, které uvažují o pořízení inteligentních systémů, pro ty, co mají zájem o funkčnost a výhody inteligentních systémů včetně ekonomických. Čtenář na základě práce dostane návod, který může využít pro výpočet svého projektu.

2

Výstupem teoretické části je komplexní přehled o inteligentních systémech o jeho výhodách a funkčnostech. Výstupem praktické části jsou výpočty efektivnosti inteligentního systému na vzorovém projektu. Podle těchto postupů lze pomocí tabulkových příloh vypočítat po zadání parametrů efektivnost na jakémkoliv jiném projektu. Výsledkem praktické části je tedy především vytvořený postup pro výpočet efektivnosti investice do projektu s inteligentním systémem. Dalším výstupem praktické části je ohodnocení nekvantifikovatelných přínosů inteligentních systémů na základě dotazníku.

1.6. Rešerše podobných prací Jde o obor, který se u nás teprve rozvíjí. Téma inteligentních systémů je atraktivní a tedy zajímavé až v posledních pár letech. Nejvíce jsem čerpal z prací studentů z Fakulty elektrotechnické z ČVUT v Praze, které má dokonce samostatný bakalářský obor Inteligentní systémy. Práce, z kterých jsem čerpal, jsou většinou technicky založené a neřeší ekonomickou stránku projektu. Za zmínku stojí diplomová práce Václava Mahdala „Integrovaný systém v budově – Inteligentní rodinný dům – Řídící systém iNELS,“ na kterou jsem navázal. Práce má určený projekt, na který je navržen systém vytápění a systém elektroinstalace iNELS, ve kterém je zahrnut zabezpečovací systém a osvětlení. Práce je čistě technického charakteru. Na tuto práci navazuji a rozšiřuji ji o ekonomické zhodnocení. (1) Diplomová práce „Inteligentní sítě – chytré měření“ od Petra Honsy je zaměřena na oblast měření elektrické energie. Zde jsem se inspiroval ekonomickou analýzou efektivnosti měření.(2) Jan Pluhař vypracoval diplomovou práci „Inteligentní systémy obytných prostor.“ Společným prvkem našich prací byl systém iNELS, který ve své práci autor popisuje. Práce je zaměřena na zjištění potencionálních zákazníků a návrh optimálního rozsahu inteligentní elektroinstalace. S ohledem na výsledky průzkumu je navržena instalace v optimálním rozsahu a jsou vypočteny její ekonomické parametry pro různé varianty vytápění. (3) Diplomová práce „Řízení inteligentního domu“ od Eduarda Filipa je obdoba předešlé práce. Zabývá se návrhem inteligentního řízení pro bytovou jednotku, její monitorovaní a dálkové ovládání. Celý návrh je realizován prostřednictvím inteligentní instalace iNELS. (4) Podobným tématem se zabývá bakalářská práce „Inetligentní budovy“ od Hany Kučerové. (5)

3

Zajímavou inspirací byla diplomová práce od Martina Jordy „Ekonomická efektivnost systémové elektroinstalace,“ která pojednává o rozdílech mezi klasickou a inteligentní elektroinstalací. Řeší výběr a optimalizaci vhodného systému pro konkrétní stavby. (6) Bakalářská práce „Využití inteligentního systému iNELS v BP“ od Stanislava Zavadila pojednává o problematice inteligentních systémů v bezpečnostním průmyslu, ve kterém jsou uvedeny jednotlivé topologie sítí, komunikační sběrnice nebo typy komunikačních médií. Zjišťuje využitelnost inteligentního systému iNELS, jeho technologické a technické vybavení se zaměřením na bezpečnostní průmysl. (7) Při zjišťování informací o spotřebě energií domácností jsem se inspiroval diplomovou prací „Analýza spotřeby energie v domácnostech ČR“ od Jana Harnycha. Předmětem práce je analýza konečné spotřeby energie v domácnostech České republiky. (8) V neposlední řadě uvádím dvě zahraniční práce. Práce „Intelligent Building Automation System“ od Ler Eng Loo se snaží prosadit inteligentní systémy v hustě zalidněném městě Singapur, zúžit úspory energie v budovách a chránit tak životní prostředí. (9) Druhá práce od Mervi Himanena „The Intelligence of Intelligent Buildings“ je z období velkého boomu výstavby inteligentních budov ve Finsku. Provádí průzkum na dvanácti kancelářských budovách v Helsinkách. (10) Na závěr uvádím knihu o problematice efektivnosti. Autora knihy jsem si vybral jako mého vedoucího práce, protože má s touto problematikou letité zkušenosti. Kniha profesora Zdeňka Molnára „Efektivnost informačních systémů“ obsahuje mj., řadu doporučení, jak hodnotit účinnost informačních technologií a vytvořit optimální informační systém.

4

I.

Teoretická část

2. Charakteristika inteligentní budovy Co vlastně znamená pojem inteligentní budova? Tento pojem nemá jednotnou definici. V literatuře můžeme najít řadu různých definic, které inteligentní budovu (IB) popisují z různých hledisek. Tato kapitola bude mít tedy za úkol seznámit se se všemi pohledy na inteligentní dům od odborníků až po vnímání obyčejného člověka. První zmínky o inteligentních budovách jsou z 80. let minulého století z USA a následně v Japonsku, Velké Británii a v dalších zemích. Americký ústav pro inteligentní budovy (IBIIntelligent Building Institute of USA) definuje IB jako „racionálně navrženou budovu, která zabezpečuje produktivní a efektivní prostředí za pomocí optimalizace čtyř základních prvků budovy: stavební konstrukce, technického zařízení, správy budovy a služeb.“ Japan Intelligent Building Institute definuje jako inteligentní takovou budovu, která je „vybavena komunikačními službami a automatizovaným provozem a je vhodná pro inteligentní aktivity.“ Evropská definice podle European Intelligent Building Group (EIBG) se zaměřuje na inteligentní budovy jako na budovy, které obsahují nejlepší dostupné koncepce, materiály, systémy a technologie sjednocené do integrovaného řízení jednotlivých funkčních celků, které vytvářející pro uživatele efektivní prostředí a provoz s cílem minimalizovat spotřebu energií a provozních nákladů. (11) (12) (13) Protože spojení „inteligentní budova“ může být zavádějící, popíši, jak a proč se toto spojení používá a jak si ho vysvětluji. Inteligence je nejčastěji spojována s člověkem, a ne s neživým objektem jako je obytný dům. Inteligence zde v podstatě žádná není. Inteligenci můžeme v jistém smyslu chápat v tom, že se inteligentní dům sám rozhodne, jak se zachová neustálým vyhodnocováním různých veličin, jako jsou např. změny počasí, teploty či nálady a potřeby uživatele. Ty však musí předem nastavit uživatel, který v domě bude žít a onu inteligenci si musí IB uživatel sám naučit. Z mého pohledu jde spíše o plně automatizovanou budovu, která je schopna reagovat na vnější vlivy a uspokojovat uživatele, bez jeho přičinění. První krok však musí udělat vždy uživatel. Dobrým příkladem může být jednoduché praní prádla. Pračka zvládne sama vyprat prádlo v požadovanou dobu, ale už sama není schopna prádlo do pračky dát či vyndat a pověsit ho. Z příkladu je vidět, že všechno může být zautomatizováno, ale jen do určité míry. Inteligenci v tomto pojetí bychom tedy měli brát spíše jako vše, co budeme

5

používat za pomocí automatizovaných technických prostředků, které nám zpříjemní a zjednoduší život, ušetří energii a čas.

2.1. Různé pohledy na IB V tomto článku popíši a vysvětlím 3 různé pohledy na inteligentní budovy, které uvádí odborná literatura a veřejné zdroje. Jsou doplněny konzultacemi s odborníky z daného, úspěšně se rozvíjeného oboru.

2.1.1. První pohled na IB IB může být jakákoliv budova, která je postavena „správně“ z pohledu ekonomických výhod a v souladu s přírodou. Tedy budova, která šetří energií, životní prostředí a je ekonomicky úsporná. Takovouto definici stanovili investoři, kteří si ekonomicky výhodnou budovu postavili a začali jí považovat za inteligentní. Do této skupiny budov můžeme zařadit pasivní budovy. Architekti a projektanti pasivních domů aplikují tradiční zvyklosti, které u nás fungují už mnoho století. Základem je tedy správný projekt, který myslí na splynutí domu s přírodou a okolím. Pasivní dům je postaven tak, aby byl schopen stoprocentně využít sluneční energii a minimalizoval tak náklady na vytápění. Jelikož budu dále v práci popisovat inteligentní systémy zabudované právě v pasivních domech, rozepíši téma pasivních domů více v kapitole 5. (14)

2.1.2. Druhý pohled na IB Další pohled je inspirován Ing. Richardem Kaločem: IB může být budova, která spojí ekonomické úspory společně s integrovaným výpočetním systémem. Každá budova se skládá z jednotlivých autonomně fungujících subsystémů, které řeší své zadané úkoly dané oblasti. Každý subsystém porovnává různé aspekty vztahující se k dané oblasti činnosti a pak je efektivně vyhodnocuje. Například subsystém vytápění kontroluje stav teploty venku a v kotli, směsování ventilů, tlak v potrubí, ale i kontrolu teploty v jednotlivých místnostech. Je zjevné, že samotný subsystém má na práci víc věcí, ale uživatele bude zajímat pouze pár veličin. Předpokládané veličiny budou nejspíš teploty v jednotlivých místnostech. Tyto veličiny předá subsystém vytápění nadřazenému systému, který ho zprostředkuje uživateli např. pomocí internetu. Výrobci inteligentních budov se snaží tyto jednotlivé subsystémy sloučit do jednoho centrálního systému. Ovšem u větších budov by mohlo dojít ke kolapsu celého systému přehlcením informací a úkonů, které by musela centrální jednotka provádět. Proto se u větších budov jednotlivé subsystémy nespojují v jeden, ale učí se vzájemně mezi sebou komunikovat, vyměňovat si jen nezbytné množství dat a uživateli poskytují jen informace, které právě 6

potřebuje. Spolupráci všech těchto subsystémů uživatel vnímá jako jeden velký inteligentní systém budovy.

2.1.3. třetí pohled na IB IB je budova, která je opravdu téměř „dokonalá“. Obsahuje nejnovější dokonalé výpočetní systémy, je energeticky a ekonomicky úsporná, navíc v sobě má jistý druh umělé inteligence. Budova komunikuje s člověkem, jakoby byla sama člověkem. Umí předvídat na co má člověk náladu, jaké má zrovna potřeby a co bude zrovna chtít dělat. Umělá inteligence v tomto použití je do jisté míry omezená a vše záleží na možnostech realizovatelnosti, tedy na tom, co vše je člověk (programátor) schopen zrealizovat.

2.2. Definice odborníků Nakonec uvedu dvě definice odborníků, kteří se oborem inteligentních budov zabývají již řadu let. Ing. arch. Miloš Florián, z Ústavu stavitelství, fakulty architektury ČVUT, definoval inteligentní budovu takto: „Budova může být označena jako inteligentní jen tehdy, když využívá přírodních obnovitelných zdrojů - energie slunce, světla či větru, vzduchových proudů nebo vody či země jako zdroje tepla, aby zabezpečila požadavky na budovu, pokud jde o vytápění, ochlazování a osvětlení. Budova je dále vybavena počítačovou a komunikační technikou, která vše předvídá, koordinuje a reaguje na potřeby uživatelů s cílem zajistit jim prostřednictvím interakce komfort, zábavu a bezpečí. V současné době je třeba uvažovat i o umělé evoluci člověka, která jistě v budoucnu ovlivní fungování inteligence budov.“ (15) Mgr. Miroslav Valeš ve své knize Inteligentní dům popisuje inteligentní budovu jako „Budovu vybavenou počítačovou a komunikační technikou, která předvídá a reaguje na potřeby obyvatel s cílem zvýšit jejich komfort, pohodlí, snížit spotřebu energií, poskytnout jim bezpečí a zábavu pomocí řízení všech technologií v domě a jejich interakcí s vnějším světem.“ (16)

2.3. Počátky inteligentní instalace První zmínky o inteligentních budovách jsou již z 60. let minulého století z Japonska, kde byl postaven první „inteligentní dům“, který byl zcela ovládán počítačem. Tento dům byl postaven spíše následkem rychlého vývoje výpočetní techniky a zkoumáním způsobů řízení běžných

7

funkcí používaných v budovách než k získání ekonomických výhod a snižování provozních nákladů. Nikoho tenkrát ceny energií neznepokojovaly a byly oproti dnešním zanedbatelné. Proto se také tento dům nesetkal s větším uplatněním v praxi. Průlom přišel až s energetickou krizí v 70. letech minulého století. Ceny ropy a energií prudce stouply. Nastartovaly tak řadu vývojových programů směřujících ke snižování spotřeby energií, na vytápění a osvětlování budov. Němečtí výrobci přišli na trh s novým řešením kvalitnějších otopných systémů a s nově koncipovanou elektrickou instalací. Vzhledem k zmíněnému rozvoji výpočetní techniky bylo již možné nasazování centrálních řídících počítačů, které řídily provoz vytápění. Z výsledků bylo zjevné, že spotřeba energie za vytápění klesla o 30 % při stejném či vyšším komfortu. Znamenalo to však větší investice do technické vybavenosti nových kvalitnějších elektrických instalací. (17) K nám se, bohužel, tyto vývojové programy nedostaly díky politice tehdejší státní moci, pro kterou byla hlavním kritériem vnější viditelnost úsilí o dosažení úspor. Vzorovým příkladem neefektivnosti centrálních orgánů o úspory bylo zrušení neonových reklam či vypínání „zbytečně“ svítícího veřejného osvětlení. Tedy šetření na nesprávných místech. Z tohoto příkladu bych chtěl vyzdvihnout důležitost správně mířených investic, které dosáhnou skutečných úspor. Investice do technické vybavenosti elektrických instalací toho byly zdárným příkladem. (18) Základem úsporných opatření je měření spotřeby, vyhodnocování a na základě zjištěných údajů realizovat příslušná úsporná opatření. Touto cestou šlo mnoho firem z vyspělých průmyslových zemí s výraznou podporou státu. Prvních výsledků bylo dosaženo poměrně rychle. Dokonce i u nás v polovině 70. let minulého století byla prezentována německými výrobci na mezinárodní konferenci „Vytápění, větrání, klimatizace v Praze“ řada nových výsledků v oblasti otopných systémů, ale i nové koncepce elektrických instalací. Hlavním pokrokem bylo používání centrálního řídícího počítače pro programové řízení provozu především vytápění. Obvody pro regulaci tepla a snímače teploty jednotlivých prostor byly propojeny s centrálním počítačem. Ke každému snímači a aktivnímu členu muselo být přivedeno vlastní samostatné vedení, což mělo nevýhody v podobě větších technických investic. Větší potřeba propojovacího vedení mohla také způsobovat poruchovost a nefunkčnost celého systému. Především proto se tyto nové systémy obecně neprosadily do běžné praxe. Nejčastěji se tyto systémy instalovaly v objektech financovaných ze státního rozpočtu, ve kterých bylo možné dosáhnout vysokých energetických úspor, např. v budovách státních, zdravotnických či školských. Právě v nich bylo jednoduché vytvořit harmonogram provozu jednotlivých prostor v průběhu týdnů, měsíců i celých roků a naprogramovat vytápění na určitou provozní teplotu v době užívání a naopak stažení teploty na pohotovostní teplotu při nevyužívání prostor. Kromě centrálních systémů pro vytápění byly navrženy i obdobné systémy s centrálními řídícími jednotkami, nejdříve řízené osobními počítači poté programovatelnými automaty. Byly to jednotky pro ovládání žaluzií, 8

klimatizace či osvětlení. Další vývoj mikroelektronických prvků dovolil začlenit mikroprocesorové jednotky do jednotlivých snímačů a řídicích jednotek spínacích prvků, čímž klesla spotřeba vodičů a dosáhlo se výrazného zjednodušení silové elektrické instalace. (18) Obor automatizace řízení budov prošel průběhem let nevídaným rozvojem. Díky větší dostupnosti těchto systémů v posledních letech přechází tento trend stále více do zvyšování pohodlí v obytných budovách. Do vybavení domů a bytů se tedy ve větší míře zabudovávají moderní a inteligentní elektrické instalace, které umí samy dohlédnout na dobrou a efektivní činnost osvětlení, na dodržování požadovaného režimu vytápění či chlazení v jednotlivých místnostech, na automatické řízení žaluzií a markýz nebo na elektronické zabezpečení celého objektu. To vše s možností centralizovaného lokálního či dálkového řízení ovládaných funkcí. (17)

2.4. Rozdělení IB Termín inteligentní dům se používá ve velkém rozsahu od domů, které mají například pouze bezpečnostní kamerový systém a strukturované kabelové rozvody pro počítačovou síť, až po ukázkové domy budoucnosti vytvořené výzkumnými laboratořemi pro vývoj a testování nejnovější techniky. Abychom rozeznali míru „inteligence“ IB, rozdělíme je do pěti skupin podle (16):

IB obsahující inteligentní zařízení a systémy Budova obsahuje jednotlivé inteligentně fungující zařízení a systémy pracující nezávisle na ostatních. Dobrým příkladem je systém řízení osvětlení, který rozsvítí světla při vstupu člověka do místnosti pouze v případě, že není dostatek venkovního osvětlení na základě snímačů pohybu a snímače úrovně venkovního osvětlení.

IB obsahující inteligentní komunikační zařízení a systémy Budova obsahuje inteligentně fungující zařízení a systémy, které mezi sebou dokáží komunikovat, vyměňovat si informace a zprávy mezi sebou a reagovat na změny druhého. Například při uzavření vchodových dveří při odchodu se pošle signál na zhasnutí všech světel, zatáhnou se bezpečnostní rolety, zapne se bezpečnostní systém, vypne se televizor či rádio a sníží se vytápění budovy.

9

Propojený dům (tzv. connected home) Dům je propojen pomocí vnitřního a vnějšího komunikačního zařízení s uživatelem. Vnitřní komunikace probíhá přes zabudované centrální jednotky v budově, vnější může fungovat přes internet pomocí mobilního telefonu, pda či jiných mobilních přístrojů. Například při poplachu bezpečnostního systému se rozsvítí všechna světla v domě i na zahradě a nedovolí je zhasnout přes vypínače, vytáhne rolety, roztáhne závěsy, aby bylo vidět dovnitř domu, zavolá bezpečností službu a umožní vzdálený přístup ke kamerovému systému.

Učící se dům Systém zaznamenává veškeré aktivity v domě a podle těchto údajů se snaží předvídat potřeby uživatelů. Například ovládání osvětlení a topení podle běžných zvyklostí uživatele. Cílem takového domu je ušetření nákladů na programování a nastavování řídících jednotek, které jsou v nižších stupních nezbytné pro přizpůsobení konkrétnímu domu a zvyklostem jeho obyvatel.

Pozorný dům Veškeré aktivity a polohy osob v domě jsou monitorovány a neustále vyhodnocovány pro předvídané samočinné ovládání technologií. Na rozdíl od 4. skupiny vše probíhá v reálném čase a nepoužívají se historická data. Využívají se k tomu speciální podlahy pro identifikaci různých osob a určení místa, kde se právě nachází. Příkladem tohoto domu je výzkumný projekt „The Aware Home.“ (19) Jednotlivé skupiny na sebe navazují a obsahují vždy funkce a schopnosti předcházející. Komerčně dostupné technologie jsou od skupiny 1 až 3, v současnosti jsou skupiny 4 a 5 jen v podobě výzkumných projektů. V práci se budu věnovat především skupině 2 a 3.

3. Definice základních pojmů a efektivnosti Základem inteligentních systémů je informační systém a informační technologie. Bez informačního systému a informačních technologií by systém nemohl správně fungovat. V teorii systémů se rozumí systémem uspořádaná množina prvků spolu s jejich vlastnostmi a vztahy mezi nimi, jež vykazují jako celek určité vlastnosti, resp. „chování.“ Pro naše účely zkoumání efektivnosti pak mají smysl jen takové systémy, u kterých je možno definovat účel, čili tzv. systémy s cílovým chováním. Jinak také řečeno systém je množina vzájemně propojených

10

komponent, které musí pracovat dohromady pro celý systém tak, aby tento systém naplnil daný účel (daný cíl). (20) Informací rozumíme data, kterým jejich uživatel přisuzuje určitý význam a které uspokojují konkrétní objektivní informační potřebu svého příjemce. Nositelem informace jsou číselná data, text, zvuk, obraz, případně další smyslové vjemy. Na rozdíl od dat (zvuků, obrázků apod.) nemůžeme informaci skladovat. Na druhé straně informace jako zdroj poznání jsou zdrojem obnovitelným, nevyčerpatelným. I když má informace nehmotný charakter, je vždy spojena s nějakým fyzickým pochodem, který ji nese. (21) Pro informační systém existuje v literatuře řada definic. Pro naše účely použiji a upravím definici z (22): Informační systém je soubor technických prostředků a metod (programů), zabezpečujících sběr, přenos, zpracování, uchování dat, za účelem prezentace informací pro potřeby uživatelů činných v systémech řízení. Je důležité, abychom se dívali správně na pojmy data a informace. Data (údaje) jsou vhodným způsobem zachycené (vyjádřené) zprávy, které v sobě nesou informaci, která je srozumitelná pro příjemce. Příjemce může být člověk nebo technický prostředek. Pro data je, jako na každý jiný produkt lidské činnosti, zapotřebí vynaložit určitou práci, která má smysl jen tehdy, pokud se tím vytvoří nějaká užitná hodnota - užitek. A informační technologie jsou pak nástroj pro získávání dat. Informační systém representuje potřebu informací a informační technologie nám reprezentuje uspokojení této potřeby. (20) Efektivnost (angl. Efficiency), = takové použití dostupných prostředků, kterými se dosáhne nejvyššího možného rozsahu, kvality a přínosu plněných úkolů ve srovnání s objemem prostředků vynaložených na jejich plnění. Efektivností je tak myšlen vztah mezi výstupy činnosti (ve formě zboží, služeb či jiných prostředků) a vstupy na tuto činnost vynaloženými. Efektivnost, též označováno jako účinnost, efektivita či produktivita, označuje obecně účinnost vložených zdrojů a užitek jimi získaný. Jinými slovy se jedná o poměr výstupů a vstupů nějaké činnosti či systému. Jedná se o takové použití zdrojů, kterým je dosaženo maximálního objemu a kvality produktů. Efektivní je taková činnost, která optimalizuje využití zdrojů organizace/programu/činnosti k tvorbě výstupů, tj. dosažení maximálního výstupu z daných zdrojů či dosažení daného výstupu s minimem zdrojů a při zachování kvality výstupů. Princip efektivnosti vyžaduje dosažení co nejlepšího vztahu mezi zdroji použitými na danou činnost a dosaženými účinky. (23)

11

Z definic plyne, že efektivnost vypočítáme porovnáním výstupů (u nás to bude užitek z IB) a vstupů (výdaje na IB). Tedy:

Definujme tedy, co je pro nás užitek. Užitek/přínos (angl. utility) jako ekonomický pojem označuje subjektivní pocit uspokojení plynoucí ze spotřeby statků. V ekonomické teorii se racionálně chovající spotřebitel snaží svůj užitek maximalizovat. (24) (25) Celkový užitek značíme U nebo TU. Měření užitku lze dvěma způsoby: 

Kardinalistická teorie



Ordinalistická teorie

Kardinalistická teorie měření užitku předpokládá, že užitek je přímo měřitelný. Spotřebitel je tedy schopen každému spotřebnímu koši přiřadit konkrétní hodnotu užitku. V našem případě jde o finanční ukazatele užitku z IB a lze je finančně vyčíslit. Funkce celkového užitku (angl. total utility) závisí na množství spotřebovávaných statků a lze ji zapsat jako:

, kde X1...Xn jsou množství spotřebovávaných statků.

Pro zjednodušení analýzy se používá funkce celkového užitku o dvou proměnných: , kde Y reprezentuje ostatní statky. Mezní užitek (angl. marginal utility) ze spotřeby další jednotky statku X je definován jako parciální derivace TU podle X: Popisuje, jak spotřebitel preferuje spotřebu další jednotky statku. Běžný spotřebitel spotřebovává normální statek nejprve se snižujícím se mezním užitkem (Zákon klesajícího mezního užitku), celkový užitek přitom roste. V určitém bodě však spotřeba další jednotky nezvyšuje jeho užitek (celkový) – dosáhla bodu nasycení. Spotřeba dalších jednotek statku může užitek spotřebitele snižovat - mezní užitek je záporný. Ordinalistická teorie tvrdí, že užitek není přímo měřitelný, avšak spotřebitel dokáže všechny spotřební koše seřadit od nejvíce preferovaného až po nejméně preferovaný. V našem případě jde o nefinanční ukazatele užitku, které jsou měřené jinými jednotkami, např., čas, počet.

12

V tomto případě nelze funkci celkového užitku přímo znázornit. Lze však spojit takové spotřební koše (množství spotřebovávaných statků X1...Xn), které poskytují spotřebiteli stejnou výši užitku. Takto spojené body formují indiferenční křivku. Problematika hodnocení efektivnosti inteligentních systémů je do značné míry otázkou nejen potřeb a jejich efektivního uspokojování, ale také otázkou očekávání, které mají lidé, jakožto koneční hodnotitelé a příjemci užitku. Kdo a jaký užitek očekává, to je samozřejmě velmi složitá otázka, kterou se pokusím dále analyzovat. (20) Očekávaný užitek se liší podle různých kategorií subjektů. U využívání inteligentních budov jsem definoval dva subjekty: 

Majitelé



Příroda

Inteligentní budova dává majitelům možnost úspěšně řídit budovu tak, aby se dosahovalo žádoucích výsledků s minimem potřeby zdrojů. Užitek je pro majitele IB především v podobě finančních úspor za energie (elektřina, plyn, voda, apod.). Tento užitek lze spočítat, budeme tedy postupovat podle kardinalistické teorie užitku. Do ordinalistické teorie užitku pro majitele zařadíme např., větší komfort majitele, bezpečnost, ušetřený čas. Pro přírodu je užitek z IB celkem jasný. Jde o to, že inteligentní budova je vůči přírodě mnohem šetrnější a ekologičtější než obyčejný dům. Ukazatele užitku (přínosu) můžeme klasifikovat z několika hledisek a to na: (20) 

finanční (měřené v peněžních jednotkách) a nefinanční (měřené jinými fyzikálními jednotkami jako jsou počet, čas apod.),



kvantitativní (měřitelné nějakou kardinální stupnicí) a kvalitativní (měřitelné nějakou ordinální pořadovou stupnicí či logickou hodnotou „splněno“-„nesplněno“),



přímé (u kterých můžeme prokázat jednoznačný příčinný vztah k dosaženému přínosu) a nepřímé (u kterých musíme stanovit nějaké zástupné ukazatele vyjadřující změnu),



krátkodobé (projevující se obyčejně do půl roku po implementaci) a dlouhodobé (projevující se později, někdy až za více let),



absolutní (vyjádřené nějakou měřitelnou hodnotou) a relativní (vyjádřené bezrozměrným poměrovým číslem).

13

Obecně je možné ke všem ukazatelům (ať mají jakýkoliv charakter) říci, že vždy musíme sledovat hledisko účelnosti, které je obecně měřitelné mírou dosažení cílů, tedy obecně ukazatelem Účelnost = dosažená hodnota cíle / plánovaná hodnota cíle Finanční ukazatele se většinou vypočítávají v etapě plánování, kdy potřebujeme zdůvodnit ekonomickou výhodnost dané investice. Poté aplikujeme jeden ze standardních ukazatelů efektivnosti investic, jako jsou např.: Analýza nákladů a přínosů, Vnitřní míra výnosnosti, Čistá současná hodnota, Doba návratnosti investice, Návratnost kapitálu. Tyto ukazatele jsou známy pod zkratkou ROI (Return of Investment). Vyžadují především odhadnout, kolik peněz přinese inteligentní systém navíc (jaké přinese úspory nákladů) a jakou bude mít životnost. Přirozenou potřebou každého racionálně se chovajícího subjektu je hledání optimálního poměru mezi užitkem, který získá z inteligentních systémů a výdaji, které musí na získání tohoto užitku vynaložit. Efektivnost je tedy účinnost prostředků vložených do nějaké činnosti hodnocené z hlediska užitečného výsledku této činnosti. Vložené prostředky jsou pro nás výdaje do inteligentního systému a jejich účinnost budeme měřit přínosy z inteligentních systémů. Zatímco výdaje do inteligentních systémů jsou viditelné, řada přínosů z nich jsou neviditelné. (20) Existují dva základní výdaje, pořizovací a provozní. Do pořizovacích výdajů patří:   

návrh pořízení implementace

Do provozních výdajů patří:  

provoz údržba

Na ukazatel efektivnosti se můžeme dívat dvojím pohledem. První pohled hledá maximální užitek při pevně daném objemu finančních prostředků. U druhého víme přesně, jakou aplikaci inteligentních systémů potřebujeme a hledáme jak si tuto aplikaci pořídit co nejlevněji. Přičemž vůbec neplatí, že čím vyšší máme výdaje na inteligentní systém, tím vyšších dosáhneme přínosů. Existuje také určitá „dolní hranice“ minimálních výdajů, které jsou nutné pro efektivně fungující inteligentní systém a naopak „stav nasycení“, kdy další investice do inteligentního systému nepřináší vyšší efektivnost inteligentního systému. (20)

14

Model užitku má potřebu

INTELIGENTNÍ

SUBJEKT

SYSTÉM

hodnotí

znamenají

efektivnost

přinášejí UŽITEK

VÝDAJE

Metrika je přesně vymezený finanční či nefinanční ukazatel nebo hodnotící kritérium, které jsou používány k hodnocení úrovně efektivnosti. Metriky dělíme na: Tvrdé 

jsou snadno měřitelné



jsou k dispozici bez dodatečných nákladů



dají se většinou převést na finanční vyjádření

Měkké 

nedají se finančně vyjádřit



měřit lze pomocí bodového ohodnocení ve stanovené škále

15

4. Přínosy inteligentního domu Hlavní cíl inteligentního domu je co nejvíce usnadnit a zpříjemnit uživatelům bydlení. Termostaty pro řízení topení, osvětlení, zabezpečovací systém, počítačová síť, řízení rolet a žaluzií, kamerový systém, domácí kino a ozvučení některých prostor, to dnes běžně zahrnuje nově postavený dům. Ovšem tato technika mezi sebou nedokáže navzájem spolupracovat, navíc má každý systém jiný způsob ovládání a téměř vždy naprosto odlišné vzhledové prvky ovládání. Inteligentní dům dokáže všechny systémy mezi sebou propojit, sjednotit ovládání, a to jak z hlediska vzhledu vypínačů a displejů, tak především poskytnutím jednotného způsobu ovládání, přizpůsobený na míru uživatele a domu. (16)

4.1. Společné, jednoduché a intuitivní ovládání veškeré techniky Díky propojení všech systémů do jediného řiditelného celku a možností libovolného naprogramování jednotlivých funkcí každého vypínače lze zcela změnit způsob ovládání. Můžeme na rozdíl od klasického manuálního ovládání světel, rolet, topení či hudby nastavit své scény neboli režimy pro různé příležitosti, například režim spánku, návštěvy, dovolené, večeře, apod. Scény nastavíme jediným stiskem tlačítka, kterým se nastaví světla a všechny ostatní zařízení do požadovaného stavu. Funkce vypínačů nejsou pevně určeny. Co se stane po stisku tlačítka, si může uživatel sám navolit a přizpůsobit svým potřebám. Samozřejmostí je sjednocení všech dálkových ovladačů do jediného.

4.2. Komfort a pohodlí Inteligentním řízením domu je dosaženo většího komfortu a pohodlí především ve zjednodušení a zrychlení rutinních a opakujících se činností. Ovládání techniky je jednodušší a zabere méně času. Díky dálkovému ovládání může uživatel z jakéhokoliv místa v domě ovládat kteroukoliv věc bez zbytečného vstávání ke správnému ovladači. Pomocí telefonu či internetu je možné ovládat vzdáleně činnost celého domu. Např., při cestě domů může uživatel napustit vanu, zapnout saunu, nastavit topení, apod. Telefonovat může uživatel odkudkoliv, kde jsou zabudované reproduktory a mikrofony bez nutnosti hledání telefonu. Automatika dokáže rozpoznat nepříznivé počasí a sama zavře střešní okna či zatáhne rolety. Může se stát, že některé automatické funkce nejsou žádány. Při takové situaci má možnost uživatel zasáhnout a režim zrušit.

16

4.3. Zabezpečení objektu Díky snadnému ovládání je zajištěno, že bezpečnostní systém bude zapnut vždy, když je ho třeba. Aktivace lze zapnout zamčením vchodových dveří či tlačítkem u postele. Deaktivaci lze provést jednoduchým vložením kódu na dotykovém panelu, bez potřeby klávesnice. Na libovolné obrazovce si můžeme zkontrolovat, zda jsou všechna okna zavřená nebo vidět záznam z bezpečnostních kamer. Při poplachu se zobrazí místo, kde poplach nastal, zapne se bezpečnostní kamera, rozsvítí světla a zavolá se bezpečnostní služba. Přístup do trezoru lze chránit biometrií, např., kontrolou duhovky nebo otisku prstu.

4.4. Zábava Inteligentní dům myslí i na propojení audiovizuální techniky většinou do všech místností, i tam kde obvykle hudba chybí, např. koupelna, sauna, terasa. Ovládání hudby v místnostech je zabudováno do rámečku společného s vypínačem světla. Stačí rozsvítit a hraje vaše oblíbená stanice či hudba, kterou pouštíte v obývacím pokoji. Při pouštění DVD stačí stisknout jedno tlačítko a automaticky se zapne televize, zesilovač, DVD přehrávač, zatáhnou se rolety, ztlumí osvětlení, apod.

4.5. Design Díky integraci veškeré techniky se celkové množství vypínačů na stěnách výrazně sníží. Nejsou tak na zdech odlišné vypínače od různých výrobců. Uživatel si sám zvolí jednotný vzhled všech vypínačů a ovládacích prvků. Veškerá kabeláž je předem natažena do zdí a neruší celkový vzhled. Reproduktory mohou být zabudovány ve zdi a nemusí tak zabírat místo a být viditelně umístěné.

4.6. Úspory energií Jak již bylo řečeno, jedním z hlavních cílů a přínosem inteligentního domu je snížení spotřeby energií. Tento přínos rozeberu podrobněji, jelikož se dál v práci zaměřím právě na úspory energií. Snížení spotřeby energií samozřejmě souvisí i s ochranou životního prostředí. Čím méně spotřebujeme energie, tím méně se jí bude muset vyrobit. Stále se mnoho energie vyrábí pomocí fosilních paliv, které znečišťují ovzduší a přispívají tak ke globálnímu oteplování.

17

Pokud se podíváme na statistiku rozdělení spotřeby energie, vidíme, že průměrná domácnost v ČR ji spotřebuje přibližně v těchto poměrech:

Průměrné rozdělení spotřeby energie v domácnostech ČR (podle průzkumu teplárenského sdružení) 4% 2,5% 2,5% 11%

vytápění ohřev teplé vody

20%

60%

zpracování potravin praní, žehlení, šití osvětlení

ostatní

Graf 1 - rozdělení spotřeby energie v domácnostech ČR (26)

Používáním elektronické regulace teploty obvykle uspoříme až třetinu nákladů. Kromě samotné regulace teploty je také důležité jak velká je potřeba tepla a jakým způsobem teplo dům získává (zda používá tepelných čerpadel, solárních kolektorů, apod.). Proto je prvním bodem správně navržený projekt domu využívající co nejvíce přírodních zdrojů tepla. Sebedokonalejší regulace je oproti projektu méně významná. I tak je ale pro uživatelův komfort a úspory důležitá. Oproti systémům bez regulace ušetříme obvykle okolo 30 % energie. (16)

4.6.1. Vytápění a ochlazování domu Na rozdíl od dnešního nejčastějšího způsobu vytápění celého domu pomocí jednoho termostatu, je výhodnější a komfortnější, když se vytápí každá místnost zvlášť. K tomu je zapotřebí, abychom v každé místnosti měřili teplotu a měli zde elektrické ovládání, které je propojeno se všemi ostatními místnostmi. Vytápění pak můžeme řídit pomocí automatického nebo manuálního přepínání mezi různými režimy, časovými programy. Ty se spustí v nastavený čas, dálkovým ovládáním přes mobil či internet nebo automatickým zablokováním při otevřeném okně, aby se zbytečně neplýtvalo.

18

V místnosti by se měl vzduch z hygienických důvodů vyměnit během dvou hodin. Ovšem při mechanickém větrání se ztrácí ohřátý vzduch. Proto se využívá rekuperace, kdy se vzduch přiváděný do místnosti ohřívá teplým odpadním vzduchem. U ochlazování je strategie úspor stejná jako u vytápění. Snímání všech místností a jejich rozdělené ochlazování. Na rozdíl od vytápění však chceme tepelnou ztrátu maximalizovat a tepelné zisky snížit. O to se postarají především pasivní prvky – žaluzie, rolety, markýzy, antireflexní skla, apod. Ty jsou ovládány pomocí senzorů tak, aby zajistili dostatek světla, ale i zabránily přehřátí místnosti. Rolety také fungují jako další zateplení, takže např. v noci se zcela zatáhnou a snižují tak teplené ztráty.

4.6.2. Ohřev teplé vody Největších úspor za ohřev teplé vody dosáhneme používáním slunečních kolektorů. V letních měsících lze tímto způsobem pokrýt až 100 %, v celoročním průměru je to 50-60 %. Pokud se budeme věnovat spotřebě vody, můžeme ušetřit pomocí termostatických baterií. Při normálním nastavování teploty vody pomocí běžné baterie proteče spousta vody, než ji uživatel nastaví na správnou teplotu. Termostatické baterie zaručí vždy stálou nastavenou teplotu díky jejímu systému. Aby byla voda v rozvodech stále teplá, používá se cirkulace pomocí čerpadla. Tato cirkulace by měla být zapnutá jen v době předpokládaných odběrů.

4.6.3. Osvětlení V místnostech, kde se uživatel zdržuje jen krátkou dobu, je výhodné používat osvětlení pomocí snímačů pohybu. Např., chodby nebo venkovní osvětlení přístupových cest. Nestane se tak, že by uživatel zapomněl světlo zhasnout. V místnostech s dlouhodobým pobytem je výhodné používat samočinnou regulaci intenzity osvětlení podle intenzity denního světa. Manuální stmívání světel je nejen uspoří elektrickou energii, ale je i příjemnější na oči a neoslňuje, např., když jsou světla na chodbě nastavena na noční režim a neoslní tak v noci uživatele. Uživatel může využívat různých scén neboli režimů, ve kterých jsou jednotlivá světla nastavena podle potřeb uživatele. Zapnutí a vypnutí režimů lze jednoduše pomocí jednoho tlačítka. Svítí-li v některé místnosti světlo více jak hodinu denně, je dobré používat úspornou zářivku. Dále stojí za zvážení investice do LED osvětlení, které se dnes velmi rychle rozvijí. Jsou několikanásobně úspornější a mají delší životnost oproti úsporným žárovkám.

19

4.6.4. Spotřebiče a ostatní zařízení Mezi spotřebiči existují značné rozdíly ve spotřebě. Na to bychom měli hledět při jejich výběru. Výrazně se liší provozní i pohotovostní spotřeba. Měli bychom počítat při výběru spotřebiče s celkovými náklady spotřebiče za celou dobu jeho fyzické životnosti. Pomoc při výběru spotřebiče nám poskytuje tzv. energetický štítek, který nám říká, jak dobrý je spotřebič z hlediska spotřeby elektrické energie, respektive účinnosti. Ze zákona musí být automatické pračky, sušičky prádla, chladničky, mrazničky, myčky nádobí, elektrické trouby a další domácí spotřebiče označeny štítkem, který obsahuje informace o provozních vlastnostech daného výrobku. Kategorie A zahrnuje nejlepší a nejúspornější spotřebiče. Do kategorie A bez problémů zařadíme úspornou zářivku, zatímco klasická žárovka je v kategorii E až G. (27) Dalších významných úspor dosáhneme díky inteligentním spotřebičům. Využívají totiž levnějších tarifů z elektrické sítě. Inteligenci mají buď zabudovánu v sobě a přístroj sám rozpozná, že se přepnul režim na levnější tarif nebo si pomocí inteligentního systému uživatel nastaví dobu funkčnosti jednotlivých zásuvek na

Obrázek 1 – energetický štítek (27)

levnější tarif, do kterých jsou zařízení zapojena.

4.6.5. Monitorování a optimalizace spotřeby – Smart Grid a Smart Metering S postupující liberalizací trhu s elektřinou se začaly měnit i nároky spotřebitelů, a to především v požadavku na aktivní kontroly své spotřeby a požadavků na tarify šité na míru. Ze současných měřících zařízení nemohou zjistit za co vlastně přesně platí, jelikož vidí pouze celkovou spotřebu a nemohou tak zjistit rozložení spotřeby na jednotlivé spotřebiče. Proto vznikají projekty, které testují zabudování inteligentních distribučních sítí, které obsahují u spotřebitele přehledné, jednoduše přístupné displeje ukazující spotřebovanou energii, tzv. inteligentní měřidla – „Smart Meters“. Zhruba před sedmi lety se těmto novým distribučním sítím začalo říkat „Smart Grid“. Experimenty s inteligentními měřidly s přehledným zobrazováním spotřeby na displeji dokázaly, že spotřeba energie těchto domácností klesla o 10-15 %. (28) Tato myšlenka podpořila vznik projektu „Smart Grids“ společnosti ČEZ. ČEZ spustil v roce 2010 testování chytrých sítí Smart Grids v mikroregionu Vrchlabí. 20

„Vizí konceptu inteligentních sítí jsou spolehlivé, automatizované a efektivně řízené distribuční sítě. Principem je interaktivní obousměrná komunikace mezi výrobními zdroji, distribuční sítí a zákazníky o aktuálních potřebách výroby a spotřeby energie.“ „V rámci projektu Smart Region skupina ČEZ nasazuje nejmodernější technologie do distribuční sítě, testuje provoz inteligentních elektroměrů včetně interaktivního zapojení zákazníků, využívá široce IT technologií k řízení sítě, zapojuje lokální výrobní zdroje (kogenerační jednotky) a testuje elektromobilitu.“ „V rámci projektu instaluje ČEZ nové inteligentní elektroměry, tzv. Smart Meters. Jedná se o moderní technická zařízení měřící spotřebu elektrické energie u koncových zákazníků. Inteligentní elektroměry jsou jedním ze základních komponentů inteligentních sítí (Smart Grids). V současné době společnost ČEZ úspěšně nainstalovala zhruba 5 tisíc inteligentních elektroměrů v Pardubicích a Jeřmanicích. Instalace se také rozjíždí v inteligentním regionu Vrchlabí.“ (29) Oboustranná komunikace mezi spotřebitelem a distributorem energie vede ke vzájemné symbióze. Spotřebitel může využívat levnější elektrické energie ve výhodnějších tarifech, když není distribuční sít příliš zatížená. Distribuční sít má zase přehled o aktuálním dění v síti v reálném čase a může tak přizpůsobovat sofistikované tarify. Toho může spotřebitel využít např. při zapínání ohřívání vody nebo praní prádla, pouze existuje-li v síti volná kapacita. (30) Cena energie, kterou platíme je odvozena od hodnoty hlavního jističe. Ten určuje, jak velký může být maximální příkon na dům, tzn. kolik energie současně můžeme spotřebovávat. Existují měřící zařízení, která za minulé období dokáží změřit maximální využitý příkon, a podle toho lze upravit hodnotu hlavního jističe. Nebo lze využít přístrojů, které měří aktuální příkon a pokud se blíží k hranici, odpojí zařízení, která nepotřebují nutně v tu danou chvíli pracovat, např. ohřev vody, topení, klimatizace, apod. (16)

5. Nízkoenergetické a pasivní budovy Nízkoenergetické a pasivní budovy jsou takové energeticky úsporné budovy, které mají náklady na jejich provoz menší, než stanovují příslušné normy a předpisy. Provozem budovy rozumíme především náklady na spotřebu elektrické energie, na vytápění či ochlazování objektu, ohřev teplé užitkové a pitné vody. Cena energií za posledních několik let prokazatelně stoupá a stoupat bude. Proto se v současné době snaží stavební průmysl soustředit na snižování nákladů potřebných na provoz budovy.

21

Mnozí majitelé a investoři se však mylně domnívají, že energeticky úsporné domy jsou nákladná záležitost, a že investice do energeticky úsporné budovy mají návratnost několik desítek let. Opak je pravdou. Pokud se v projektové přípravě stavby věnuje dostatečná pozornost na konstrukci domu s použitím nejnovějších technologií, včetně inteligentního řízení domu, je možné energeticky úsporné budovy dosáhnout za velmi přijatelné investiční náklady. V praktické části této práce dokáži toto tvrzení na vzorové budově. (31)

5.1. Nízkoenergetická budova Porovnáním nízkoenergetické budovy s klasickou je úspora nákladů na vytápění přibližně poloviční. Do nízkoenergetických budov patří dle normy ČSN 73 0540-2 budovy, které ročně nepřesáhnou měrnou potřebu tepla na vytápění 50kWh·m-2·rok. Toto kritérium se vztahuje ke všem budovám bez rozdílu tvaru a velikosti. Čím lehčí a pravidelný tvar budovy bude, tím lépe se dosahuje kritéria. Dalším nezbytným článkem nízkoenergetické budovy je množství vysoce izolačního materiálu. Míru izolace vyjadřuje prostup tepla „U“. Následující tabulka uvádí největší možný prostup tepla pro jednotlivé části domu. (32) (33)

Část domu Obvodové zdivo Střecha Podlaha Okna

Součinitel prostupu tepla U = 0,2 W/m2 .K U =0,2 W/m2 .K U =0,4 W/m2 .K U =1,1 W/m2 .K

Tabulka 1 – prostup tepla domu (33)

5.2. Pasivní budova Pasivní budova spadá pod nízkoenergetické budovy. Také se klade důraz na minimalizování spotřeby energie, která je požadována. Navíc snižuje potřebu primární energie, která je získávána z neobnovitelných zdrojů, tím, že se využívá pro provoz budovy optimalizovaného stavebního řešení a systémů pro vytváření energie z obnovitelných zdrojů. Pasivní budova nesmí překročit měrnou potřebu tepla na vytápění 15 kWh·m-2·rok. Dále je povinnost dodržet průvzdušnost obálky budovy. Celková intenzita výměny vzduchu při tlakovém rozdílu nesmí

překročit hodnotu n50=0,6h-1. (33) (34)

22

5.3. Nulové budovy Do této kategorie patří budovy, které nespotřebují téměř žádnou energii na vytápění. Měrná potřeba tepla na vytápění nepřesáhne 5 kWh·m-2·rok. Tak malých výsledků se dá dosáhnout pouze, pokud jsou k tomu mimořádně výhodné předpoklady, proto se s těmito budovami setkáváme jen zřídka. (34)

5.4. Průkaz energetické náročnosti budovy Průkaz energetické náročnosti budovy je zcela nový dokument, který vnesl do našeho právního systému zákon č.177/2006 Sb., který je novelou zákona č. 406/2000 Sb. Tento dokument hodnotí budovu z hlediska všech energií, které do budovy vstupují. Do hodnocení se zahrnuje energie na vytápění, chlazení, ohřev teplé vody, větrání a osvětlení. Průkaz nesmí být starší jak 10 let a je součástí dokumentace při výstavbě nových budov, při větších změnách budov nebo při prodeji nebo nájmu budov nebo jejich částí. Průkaz energetické náročnosti budovy mohou vypracovávat pouze zákonem definované osoby, kterými jsou energetičtí auditoři ve smyslu zákona 406/2000 Sb. (35)

5.4.1. Energetický štítek Energetický štítek s protokolem je dokument, který zavedla ČSN 730540-2/2002 (33). Jde o podobný dokument jako energetický průkaz budovy. Jeho grafická interpretace je okamžitě srozumitelná i pro naprostého laika, jelikož se jedná o obdobný

Obrázek 2 – ukázka energetického štítku budovy (37)

systém značení energetické náročnosti, jako je u elektrospotřebičů. Energetické štítky budou povinné od roku 2015. Vláda Novelu zákona o hospodaření energii – EU odhlasovala 19. září 2012 i přes Veto prezidenta Václava Klause. Již existující budovy mají získávat štítky od roku 2015 do roku 2019. Pokud bude povinný energetický štítek chybět nebo bude zákon jinak porušen, bude hrozit pokuta až 100 tisíc korun. (36) (37) (38)

23

6. Systémy a technologie řízení inteligentních budov 6.1. Rozdíl mezi klasickou a inteligentní elektroinstalací Do dnešních budov je instalována řada nových technologií a bezpečnostních systémů, řízení vzduchotechniky, vytápění či chlazení, osvětlení a ovládání přístrojů. Aby se dosáhlo požadované účinnosti všech systémů, je zapotřebí správné propojení činností jednotlivých systémů. S tím však souvisí velké množství položené kabeláže. Při složitějších a rozmanitějších projektech se klasická elektroinstalace při počtu kabelů a propojení stává nevýhodnou. Proto se v takovýchto případech přechází na sběrnicový systém, který pomocí příslušných signálů, součástí elektroinstalace, komunikuje s centrální jednotkou. (39)

6.1.1. Klasická elektroinstalace Klasická elektroinstalace byla vytvořena pro pevné spotřebičové a světelné rozvody. Je složena ze samostatných okruhů, jako je ovládání osvětlení či topení. Neposílají se žádné informace po sběrnici, jen se spouští obvod příslušného spotřebiče. Jelikož každý ze systémů potřebuje svojí samostatnou komunikační síť, jsou jakékoliv zásahy či úpravy elektroinstalace velmi nákladné. Klasických elektroinstalací se využívá v prostorech, kde je jen pár světelných okruhů. Hlavní výhodou klasické elektroinstalace je především finanční nenáročnost. Při výběru dodavatele elektroinstalace je dále výhodou bohaté portfolio firem a živnostníků, kteří jsou schopni takovou instalaci bez problémů zrealizovat. V dnešní době má klasická elektroinstalace spíše samé nevýhody, do kterých patří vysoké náklady spojené se změnami elektroinstalací, nepřehlednost při velkém počtu kabelů, problémy s propojením jednotlivých systémů a růst nákladů na realizaci s rostoucími požadavky na množství funkcí.

Obrázek 3 – klasická elektroinstalace (39)

24

6.1.2. Inteligentní elektroinstalace Inteligentní elektroinstalace ovládá a řídí všechny možné technologie a procesy, se kterými se lze v budovách a objektech běžně setkat. Jednotlivé technologie slučuje do jednoho funkčního celku, které se řídí pomocí centrálního ovládání. V rámci tohoto systému je pak možné provádět měření a regulace v topném systému, ovládání a řízení osvětlení, spínání ventilace, řízení pohonu okenních žaluzií nebo rolet, řízení pohonu otevírání a zavírání oken, spínání závlahových systémů až po vizualizaci celé použité technologie. Inteligentní elektroinstalace je navržena tak, že jsou jednotlivé technologie propojeny se sběrnicí. Díky ní je jednoduché projektování a návrh funkcí systému. Všechny prvky systému jsou připojeny na dvojvodičové vedení. (40) Inteligentní elektroinstalace se zavádí především z důvodů vysokých požadavků na flexibilitu, ovládání, komfort a jednoduché instalace náročných elektrických systémů s požadavkem na minimální spotřebu energie. Spojuje klasickou silnoproudou instalaci spolu se slaboproudou technologií.

Výhody a nevýhody inteligentní elektroinstalace Hlavní výhodou je především poskytnutí většího komfortu v ovládání a řízení technologií v budově včetně spotřeby energie. U větších systémů poskytuje inteligentní elektroinstalace určitou formu přehlednosti, jednoduchosti a komplexnosti. U velkých a rozsáhlých projektů je realizace inteligentní elektroinstalace cenově srovnatelná, nebo dokonce i levnější než realizace klasickým způsobem elektroinstalace. Díky jednoduchosti kabeláže a inteligentní instalace, lze elektroinstalace bez problémů rozšířit o libovolný další kompatibilní systém. Celý systém lze postupem času měnit jak z hlediska zapojení, tak z hlediska funkcionality. Za nevýhodu inteligentní elektroinstalace můžeme považovat vyšší finanční náročnost v menších projektech. Zde se jedná spíš o prestiž a komfort investora. Další nevýhodou je malé povědomí o inteligentních elektroinstalacích a s tím spojené vyšší ceny za instalační matriály. Ovšem v posledních letech se zajímá o inteligentní elektroinstalace stále více firem a pomalu se dostává do povědomí laické veřejnosti.

25

Obrázek 4 – inteligentní elektroinstalace (39)

6.1.3. Porovnání klasické a inteligentní elektroinstalace Výběr mezi klasickou nebo inteligentní elektroinstalací závisí na míře náročnosti elektroinstalace a na množství dostupných finančních prostředků. Klasickou elektroinstalací pokryjeme většinu požadavků kladených na elektrické vybavení budov. Pokud ale požadujeme určitý komfort a možnost řízení, má inteligentní elektroinstalace oproti klasické jasnou výhodu. Je jednodušší, přehlednější, umožňuje snadné projektování a dodatečné úpravy a rozšíření o další funkce.

Graf 2 - porovnání elektroinstalací (39)

Inteligentní elektroinstalace dosahují oproti klasickým optimální spotřeby energie. Inteligentní elektroinstalace nespíná přímo přívod elektrické energie do spotřebiče, ale pomocí ovládacího prvku posílá signál řídící jednotce, která na základě toho sepne příslušné relé ovládacího aktoru.

26

Obrázek 5 – zapojení elektroinstalací (39)

U klasické instalace je tedy normální vypínač, do kterého je přiveden samostatně jištěný kabel, který vede až do samotného zařízení a to stisknutím zapne nebo vypne. Vypínačem se tedy přerušuje napájení k samotnému přístroji. Každá skupina zařízení je napojená na svůj ovládací prvek a je na něm závislá. U inteligentní instalace není ovládací prvek přímo napojen na silové rozvody. Každému tlačítku se programově nastaví funkce, kterou má vykonávat, tedy který spotřebič bude ovládat. Tím získáváme mnoho výhod, např., můžeme vypínačům funkce měnit nebo přiřazovat nové. Skupiny zařízení můžeme sdružovat nebo naopak rozdělovat. Sběrnice přivedená k inteligentnímu vypínači plní i funkci napájecí.

6.2. Rozdělení systémů Sběrnicové systémy používají ke komunikaci tzv. instalační sběrnici, ke které jsou připojena různá elektrická zařízení nebo přístroje, tzv. účastníci. Účastníky mohou být buď senzory (vstupy) nebo aktory (výstupy) a ty si po sběrnici mezi sebou vyměňují informace nebo data. Senzory jsou např., různé snímače teploty, tlaku, větru, vypínače a různé převodníky. Aktory jsou elektrické spotřebiče, motory či osvětlení. (41) Zapojení všech účastníků do sběrnicového systému lze třemi způsoby: a) Centralizovaný systém b) Decentralizovaný systém c) Hybridní – částečně decentralizovaný

6.2.1. Centralizovaný systém U centralizovaného systému má každý účastník vlastní propojení s centrální řídící jednotkou. Účastníci jsou propojeni hvězdicově s centrálním řízením. Komunikace účastníků probíhá vždy

27

jen prostřednictvím centrální jednotky. Toto zapojení se využívá nejčastěji u programovatelných automatů (PLC). Výhody: Nižší pořizovací cena. Nevýhody: Menší spolehlivost – při výpadku centrální jednotky celý systém nefunguje.

6.2.2. Decentralizovaný systém Decentralizovaný systém je takový systém, ve kterém má každý účastník vlastní „inteligenci“ (mikroprocesor s pamětí) a je schopen pracovat samostatně. Neexistuje zde žádné centrální řízení. Výhody: Větší spolehlivost. Systém funguje dále i při výpadku některého z účastníků. Nevýhody: Vyšší pořizovací cena.

6.2.3. Hybridní systém V hybridním systému jsou senzory zapojeny na sběrnici, zatímco výstupy jsou připojeny hvězdicově k centrální řídící jednotce. Proto se tomuto systému říká částečně decentralizovaný. Výhody: Díky částečné decentralizaci je dosaženo větší stability systému. Nevýhody: Závislost ne centrální jednotce.

6.3. Komunikační sběrnice Účastníci připojení ke sběrnicovému systému mezi sebou komunikují pomocí otevřeného komunikačního standardu, kterému se říká komunikační sběrnice. U inteligentních elektroinstalací se těchto komunikačních sběrnic (protokolů) vyskytuje hned několik. V praxi se osvědčily především standardy LonWorks a KNX/EIB, které využívají přední výrobci inteligentních systémů. Komunikační sběrnice obsahuje velké množství dat, které jsou v určitý okamžik nepodstatné. Proto musí být systém perfektně naprogramovaný tak, aby dokázal analyzovat probíhající informace od účastníků a následně je hned vyhodnocovat.

6.3.1. EIB EIBA (European Installation Bus Assotiation) je nezávislá certifikační a koordinační asociace, která byla založena v Bruselu v roce 1990 s cílem sdružovat všechny výrobce instalačních sběrnic, protokolů a produktů, které se jich týkají. Mezi první firmy patřily ABB, OBO, Bosh,

28

Siemens, Felten & Guilleaume, Philips, Legrand, Gira, Dehn, Grundig, Phoenix, WAGO. Členů asociace rychle přibývalo a do roku 1993 už měla 70 členů. Asociace se zaměřovala především na kvalitu a kompatibilitu výrobku EIB pro systémovou techniku budov. I přes snahu o sjednocení v Evropě přetrvávaly i další standardy, které se zabývaly decentralizovanou domovní inteligencí – Batibus (francouzský) a EHS (evropsky normovaná komunikace pro domácí spotřebiče). (39)

Technika EIB U klasického vedení slouží k přenosu informací silové vedení. U techniky EIB je přenos informací oddělen od silového napájení a přenáší se pomocí vlastního dvojvodičového vedení (datové sběrnici) v podobě určitého kódu. Fungování techniky EIB popíši na konkrétním příkladu s relé. Při přítomnosti napětí na ovládací cívce (např., stav logická hodnota 1) silové kontakty výkonového prvku (např., relé) uzavírají spínaný obvod. Naopak při nepřítomnosti ovládacího napětí je obvod rozpojen. U techniky EIB se zadávají informace do systému pomocí tlačítek a snímačů (senzorů) a spínání a regulaci na výstupu zajišťují akční členy (aktory). Ovládací část je však oproti příkladu s relé o mnoho složitější. Kdybychom zůstali u jednoduchého příkladu s relé, musel by mít systém pro každou spínací či regulační úlohu k dispozici samostatný pár vodičů, který by byl po dobu sepnutí zatížen ovládacím napájením. U techniky EIB je však pro komunikaci určen jen jeden pár vodičů i při velkém počtu účastníků, po kterém putují veškeré ovládací signály v určité zakódované formě – tzv. telegramy. Aby nevznikala na sběrnici „informační zácpa“, musí být tyto telegramy co nejkratší a musí být přenášeny co nejrychleji. Dále se na výstupních obvodech používají výklopná relé, která při přijetí ovládacího telegramu přepnou svůj stav, ve kterém zůstanou, i když nebudou napájeny ovládacím napětím. Aby nevznikal na sběrnici chaos, mají telegramy určené adresace, podle které se přesně určí, pro jakého účastníka sběrnice je informace určena. Na jednu adresu může reagovat i více aktorů. Aby nedocházelo ke kolizím jednotlivých telegramů (tzv. informačním srážkám), je zde přísná regulace přístupu ke sběrnici. Tento otevřený systém je výhodný pro velké a výkonné systémy investičně náročné, kde se klade důraz na odbornost zřizovatele a kde nejsou dostatečně známy nároky budoucího uživatele. Rozšiřování a změny (při programování) systému je takřka neomezené. (42)

6.3.2. KNX Asociace Konnex vznikla z mezinárodní asociace EIBA. V roce 2003 se podařilo definovat standard, který zastřešil tři dosud používané technologie - EIB, BatiBUS a EHS. Společnými silami zformovali základ evropské normy EN 50 090 a sdružili se do asociace KNX. Výsledkem je 29

široká paleta produktů (cca 5000) od 20 různých výrobců z odlišných oborů techniky prostředí budov. Norma 50 090 je založena na komunikaci používané v systému EIB s rozšířením o další fyzické vrstvy, konfigurační moduly a aplikace. Používá se konfigurační software ETS (Engeneering Tool Software), který je společný pro většinu produktů, které vyhovují požadavkům normy EN 50 090, bez ohledu na dodavatele či výrobce produktu. (43)

Princip KNX Komunikace probíhá pomocí samostatné sběrnice a je tedy zcela nezávislá na silovém propojení jednotlivých přístrojů. Sběrnice může být tvořena normovaným sdělovacím kabelem nebo prostřednictvím bezdrátového spojení. Drátové přenosové media mohou být kroucený pár (ze standardu EIB, komunikační rychlost 9,6 kbit/s) nebo napájecí síťové vedení (EIB, 1,2 kbit/s). Bezdrátové přenosové média reprezentuje rádiový kódovaný přenos (na frekvenci 868 MHz), infračervený přenos a média, která jsou založená na IP komunikaci, jako je Ethernet, Bluetooth, Wifi apod. Komunikační model KNX vychází z modelu ISO OSI, ale obsahuje jen některé jeho vrstvy. Komunikace je založená na zasílání telegramů, jako tomu bylo u EIB. Účastníci připojení ke sběrnici mohou navzájem komunikovat, jen pokud není sběrnice právě obsazená. Pokud je obsazená, nastává kolize, která je ošetřena metodou CSMA/CA. Každý telegram má přidělenou svou prioritu, podle které se rozhodne, komu se dá ve frontě přednost.

Topologie KNX Některé prvky jsou připojeny přímo ke sběrnici a jiné ke sběrnici i k silovému vedení. Z toho vyplývá, že některé prvky nepotřebují externí napájení a jsou napájeny přímo ze sběrnice. Z jednoho zdroje lze napájet jen omezený počet prvků na sběrnici. Proto se sběrnice rozděluje na několik částí. Jedna část může obsahovat maximálně 64 přístrojů. Jednotlivé části jsou k sobě spojeny pomocí tzv. liniových spojek (LS), které galvanicky oddělují svázané větve a zabezpečují, že nedojde k oboustrannému přenosu telegramů. Na jednu linii můžeme připojit až 256 prvků, které rozdělíme na 4 nezávislé napájecí úseky. Přístrojům v systému jsou přiřazeny čísla od 1 do 255 (0 je rezervována pro LS propojující větev s hlavní linií). Žádné číslo se nesmí opakovat a plní funkci adresy přístroje. Plně obsazená sběrnice může obsahovat až 15 linií po 256 přístrojích. Tzn., že můžeme připojit 3 840 přístrojů celkem, přičemž k hlavní linii lze připojit až 64 přístrojů, do kterých se započítávají i jednotlivé liniové spojky.

30

Přenosová média KNX

Médium

Název, zkratka

Popis

Rychlost, frekvence

Kroucený pár

TP – twisted pair

ze standardu EIB

Napájecí (síťové) vedení

PL – Power line

metalické vodiče, ze standardu EIB

Radiový přenos

RF – Radio Frequency

bezdrátový, kódovaný systémem FSK (Frequency Shift Keying)

komunikační rychlost 9,6 kbit/s komunikační rychlost 1,2 kbit/s, nosná přenosová frekvence 110kHz komunikace na frekvenci 868MHz

Infračervený přenos

IR – Infra red

bezdrátový

Ostatní

Ethernet, Bluetooth, WiFi(Wireless LAN nebo FireWire

IP komunikace

Tabulka 2 – přenosová média KNX (42)

Obrázek 6 - struktura sítě rozdělená adresací na zóny (area) (44)

31

6.3.3. LonWorks LonWorks je založena na technologii využívající distribuované inteligence, která řídí různé aplikace. Vychází z obecné sítě zvané Local Operating Networks (LON). Byla založena americkou firmou Echelon a pracuje s komunikačním protokolem LonTalk. Systém je určen pro propojování jednotlivých segmentů, jak pomocí vodičů, tak i pomocí silových kabelů či prostřednictvím sítě Internet. Komunikační technologie LonWorks je založena na neuronovém čipu, který reprezentuje „inteligenci“ každého prvku v systému, který díky tomu může komunikovat prostřednictvím standardního protokolu nezávisle na použitém komunikačním médiu s jakýmkoliv jiným prvkem. Technologie LonWorks je otevřená a lze k ní připojit jakýkoliv cizí prvek pracující na odlišném principu řízení. V České republice byl LonWorks poprvé představen v roce 1995.

Vlastnosti sítě LonWorks Komunikace LonWorks je založena na architektuře peer-to-peer, kde uzly komunikují přímo s prioritním systémem zasílání zpráv. Základem je tzv. inteligentní uzel (node), který má speciální mikrokontrolery Neuron chip a běží na nich LonTalk protokol. Neuronový čip není závislý na typu transceiveru, takže ani komunikační model není závislý na fyzickém přenosovém médiu, ani na topologii sítě. Nezávislost topologie je docílena architekturou peer-to-peer pro řízení přenosu a směřování paketů. Použitá topologie je závislá na transceiveru a ne na komunikačním modelu. V každém Neuronovém čipu je v rámci firmware obsažen protokol LonTalk, který řídí přenos a směrování zpráv. O rozpoznání uzlu a adresaci se stará unikátní 48 bitový identifikátor Neuron ID, který je uložen v EEPROM paměti čipu. Neuronový čip zvládne i jednoduché zpracování dat pořízených ze senzorů, které jsou připojeny na vstup čipu. Čip je programován pomocí jazyka Neuron C a vychází z jazyka C standardu ANSI.

Využití sítě LonWorks Síť LonWorks je velice flexibilní a univerzální, proto je možné použít ji prakticky do každé aplikace. V rodinných domech, nákupních centrech, výrobních halách, mrakodrapech nebo pro řízení železniční dopravy a letadel. Využití sítě LonWorks:

32



Řízení automatizace budov – veškeré technologie použité v budově (klimatizace, vytápění, osvětlení, zabezpečení, požární ochrana, atd.)



Řízení domácích spotřebičů



Sledování a řízení spotřeby energií



Telekomunikace



Dálkové řízení



Řízení v oblasti dopravy



Bezpečnostní systém



Měření a regulace (MAR)



HMI (Human-Machine Interface) – přenos a přímé zpracování dat od libovolných senzorů, klávesnic a zobrazení na příslušném zobrazovacím zařízení.



Ovládání koncových zařízení – motory, topná tělesa, sirény apod.

Výhody sítě LonWorks 

Nízké instalační nároky – libovolná přenosová média



Vysoká spolehlivost a zabezpečení sítě



Flexibilita



Jednoduché programování – možnost vytvoření vlastního rozhraní a aplikací



2 až 32 000 připojených zařízení do sítě



Peer-to-peer charakteristika



Rozhraní pro RS-232, RS-485, VME, ISA, PCI atd. (43) (45)

7. Současný stav na trhu V dnešní době je systémová elektroinstalace velice žádaným moderním způsobem ovládání většiny prvků v obytných prostorách. Proto je na našem trhu poměrně hodně firem, které se touto problematikou zabývají. Ovšem jen několik z nich využívá vlastních systémů. Uvádím pouze ty firmy, o kterých se domnívám, že jsou hlavními průkopníky a iniciátory na trhu s inteligentními systémy.

33

7.1. Tuzemský trh 7.1.1. Elko EP V roce 1993 založil Jiří Konečný firmu pod názvem ELKO. Toho samého roku byl vytvořen první výrobek, a to spínací výkonový blok pro elektrická vytápění. V roce 1997 byla oficiálně založena firma pod názvem ELKO EP, jak jí známe i dnes. Na trh inteligentních elektroinstalací vstoupili před 6 lety a za tu dobu uskutečnila více jak 600 úspěšných instalací v ČR, přes 400 instalací v zahraničí a získala tisíce spokojených uživatelů. Z malé rodinné manufaktury vznikla velká nadnárodní společnost s 250 zaměstnanci včetně poboček, s vlastním vývojovým zázemím a moderními výrobními technologiemi. Firma vyrábí vlastní systém inteligentní elektroinstalace iNELS a bezdrátové ovládání RF Control. Skupina Elko EP Holding zaznamenala v roce 2011 celkový nárůst obratu +5 %. Velký podíl na tom má právě produktová řada inteligentních elektroinstalací iNELS. Tento systém je založen na centralizovaném systému řízení. Firma v roce 2002 využila obchodní příležitosti na slovenském trhu a založila dceřinou společnost ELKO EP Slovakia. V roce 2005 byly otevřeny souběžně dvě pobočky ELKO EP Poland a ELKO EP Hungary a následně v roce 2007 pobočka v Moskvě ELKO EP Ru. V letošním roce má ELKO EP pobočky i v Německu, Rumunsku a na Ukrajině. (46) (47)

7.1.2. ABB V roce 1868 založili Gustav Kramer a Adalbert Löbl svoji firmu ABB s.r.o., Elektro – Praga, která má již za sebou 140 let historie. V roce 1993 se Elektro - Praga s.p. stává součástí nadnárodní skupiny ABB [1]. Vrcholem nabídky v oblasti elektroinstalace jsou systémy inteligentní elektroinstalace Egon® pro rezidenční stavby a ABB i-bus® KNX/EIB pro komerční stavby a luxusní rezidence. Tento systém je založen na decentralizovaném systému řízení. ABB je přední světová firma poskytující technologie pro energetiku a automatizaci. ABB má 124 000 zaměstnanců ve více než 100 zemích světa. V České republice působí ABB již od roku 1970 a v současné době má téměř 3 000 zaměstnanců. Česká ABB má možnost využití mezinárodního know-how a nejnovější výsledky výzkumu a vývoje globální společnosti. Svým zákazníkům nabízí přidanou hodnotu v podobě silného zázemí vlastních inženýrských a servisních center a dlouhodobých zkušeností tradičních českých výrobců. (48) (49)

34

7.1.3. TECO a.s. Teco je přední český výrobce průmyslových řídicích systémů a systémů pro inteligentní řízení budov. Tradice sahá do roku 1919 a Teco systémy nalezneme ve více než padesáti zemích světa. Teco má svoje kořeny v divizi automatizační techniky TESLY Kolín a je založen na systému foxtrot. Má kolem 100 zaměstnanců v České republice. Teco vyrábí systémy, které úspěšně fungují v náročném prostředí průmyslu v těch nejtěžších podmínkách strojírenského, těžařského, potravinářského či ropného průmyslu. Řídí velká vodní díla v Iránské poušti stejně jako třeba nadnárodní výrobu piva. Řídí např., budovu českého kulturního dědictví – Hrad Karlštejn, ale také tisíce dalších aplikací od běžných rodinných domů po rozsáhlé komerční či průmyslové objekty. (50)

7.1.4. EATON (MOELLER) ELEKTROTECHNIKA S.R.O. Společnost vstoupila na český trh v roce 1993. V září 2009 změnila společnost, v souvislosti s integrací do skupiny EATON, obchodní název Moeller na Eaton Elektrotechnika s.r.o., a zaměstnává více než tisíc zaměstnanců. Začátkem roku 2012 otevřela skupina Eaton vlastní inovační centrum ve Vědeckotechnickém parku v Roztokách u Prahy, své první v Evropě a páté na světě. Systém inteligentní elektroinstalace Xcomfort od formy Eaton využívá především sběrnicového systému NikoBus. Mimo tuto základní nabídku systémové elektroinstalace je zde však také nabídka radiofrekvenčního systému Xcomfort, jež je nadstandardním systémem komunikujícím mezi jednotlivými komponenty zcela bezdrátově. (51)

7.1.5. SCHNEIDER ELECTRIC CZ, S.R.O. V roce 1836 založili tuto společnost bratři Adolf a Eugène Schneiderovi. V letech 2000 – 2004 společnost Schneider Electric pokračuje v akvizicích významných firem doplňujících její nabídku o další moderní technologie: řízení a automatizace budov, systémy pro přenos hlasu, dat a obrazu, záložní zdroje aj. (TAC, Digital, MGE UPS Systems, Andover Controls). Společnost Schneider electric má více jak 130 000 zaměstnanců ve více než 100 zemích. Firma Schneider Electric za standardy komunikace považuje systémy LonWorks, Ethernet (TCP/IP) a Modbus. Jde o otevřené komunikační protokoly, které umožňují bezproblémovou komunikaci zařízení různých výrobců. Tato unikátní koncepce se nazývá Transparent Ready. Data jsou předávána v optimální podobě prostřednictvím webových serverů umístěných přímo v těchto zařízeních a k jejich zobrazení stačí využít standardní internetový prohlížeč. (52)

35

7.2. Zastoupení ve světě V březnu 2001 proběhl v Bruselu první kongres asociace KONNEX, která zde rovněž vznikla. Sjednotila tři dosud vzájemně si konkurující systémy, které byly sice principiálně podobné, ale software měly odlišný. Byly to systémy se softwarem ETS (Engineering Tool Software), doména mezinárodní asociace EIBA, která působila v Evropě, ale i v asijských i afrických zemích. Druhou asociací byl Batibus z Francie a třetím účastníkem byla asociace EHSA. Společně vypracované standardy KNX jsou plně slučitelné s dosavadními standardy EIBA, takže z hlediska uživatelů se nic nemění. V současné době se proto přešlo na kombinované značení prvku i systému KNX/EIB, v budoucnosti se předpokládá značení pouze jediným logem – KNX. (53) Sběrnicový systém LonWorks je známý po celém světě díky hlavnímu představiteli Schneider Electric. V Evropě, Americe, Africe / Středním východu i Asii / Pacifiku. Hlavním zastoupením systému INELS firmou ELKO EP ve světě je především v zemích ČR, Slovenska, Velká Británie, Maďarska, Ruska, Polska, Německa, Rumunska a Ukrajiny. Bezdrátový inteligentní systém Xcomfort, kterých se prosazuje firma Moeller je především v ČR, státech bývalého SSSR, bývalé Jugoslávie a Bulharsku, Slovensku, Ukrajině, Litvě, Lotyšsku, Estonsku a také v Rusku.

Graf 3 - vývoj prodeje firmy ELKO EP v zahraničí (47)

36

8. Systém iNELS od ELKO EP, s.r.o. Systém iNELS je moderní systém instalace pro inteligentní budovy. Tento systém vznikl na základě spolupráce společností Teco, a.s., a Elko EP, s.r.o. a je založen na technologiích společnosti Teco. Hlavní částí celého systému je centrální jednotka a sběrnice CIB (Common Installation Bus), která zajišťuje komunikaci a napájení senzorů a akčních členů rozprostřených po budově. Řízení lze pomocí sběrnicové inteligentní elektroinstalace nebo pomocí bezdrátového řešení RF Control. Tyto dvě varianty se navzájem kombinují a sdružily se pod jeden zastřešující pojem iNELS SMART HOME SOLUTIONS. Systém se skládá z celé řady akčních členů (aktorů) a senzorů, které dohromady tvoří funkční celek. Vzhledem k velkému množství těchto jednotek, se v této kapitole zaměříme jen na jednotky nutné k hlavním funkcím systému. (54) (55)

8.1. Centrální jednotka V současné době máme na výběr ze dvou centrálních jednotek, a to z jednotky CU2-01M a Tecomat Foxtrot. Rozdíl mezi těmito jednotkami je v možnosti připojení akčních členů, senzorů, funkcí jednotek a protokolem, se kterým pracují. Programování centrálních jednotek je možné v prostředí Mosaic. (56) (57)

8.1.1. Centrální jednotka CU2-01M První jednotka CU2-01M byla navržena přímo pro systém iNELS. Používá se především pro řízení a bezpečnost v menších objektech jako jsou rodinné domy a menší objekty. K CU2-01M je možné připojit až 192 CIB jednotek a parametrizuje se pomocí programu IDM (iNELS designer and manager). IDM je určen pro „neprogramátory“ a funguje např., na operačním systému Microsoft Windows. Umožňuje výběr z předpřipravených možností, kterými lze nastavit i rozsáhlejší úlohy. CU2-01M podporuje protokoly TCP/IP, UDP/IP, HTTP a jako systémová sběrnice je použito rozhraní RS485 (TCL2, 345 kbit/s). K PC se jednotka připojuje pomocí ethernetu.

37

Obrázek 7 – zapojení centrální jednotky CU2-01M (56)

8.1.2. Centrální jednotka TECOMAT FOXTROT (CP - 10xx) Pokud bychom potřebovali zapojit více jednotek a funkcí, je možné jako mozek celého systému použít centrální jednotku Tecomat Foxtrot (CP – 10xx). Využívají se v rozsáhlých objektech a automatizačních halách. Kromě rozhraní RS485 nabízí Foxtrot i rozhraní RS232, přes které lze připojit široké spektrum zařízení. Tecomat Foxtrot je volně programovatelný modulární PLC kompatibilní s normou IEC EN 61131-3. Pracuje v cyklech, kdy se na začátku programu načtou vstupy, pak je provedena posloupnost instrukcí uživatelského programu a na konci cyklu jsou zapsány hodnoty výstupních proměnných (znázorněno na obr. 8 ).Ke sběrnici je možné připojit až 288 jednotek. Pro dálkový dohled a přístup do systému je využíváno připojení k místní síti a internetu pomocí ethernetového portu 100 Mb/s nebo zasíláním SMS zpráv, které je zajištěno připojeným modulem GSM2-01, do kterého může být vložena jakákoliv SIM karta libovolného operátora.

Obrázek 8 – cyklus PLC (57)

38

8.2. Sběrnice CIB Sběrnice CIB (Common Installation Bus) byla vyvinuta společností Teco, a.s. Dvouvodičová soustava slouží jak pro napájení jednotlivých akčních členů a senzorů, tak i pro komunikaci a přenos dat. Výhodou jsou právě jen dva potřebné vodiče. Pro připojení na sběrnici je nutné pouze dodržení polarity vodičů (CIB+, CIB-). Topologie sběrnice je téměř libovolná, kromě zapojení do kruhu. Maximálně lze připojit na jednu větev 32 prvků s tím, že centrální jednotka má tyto větve dvě.

Obrázek 9 – topologie CIB sběrnice s aplikací na systém iNELS (56)

39

CIB sběrnice má nominální napájení 24 V DC, ale doporučuje se 27 V DC, aby se nabíjely akumulátory (2 x 12 V). Pokud dojde k výpadku elektrické energie, veškerá komunikace, I&HAS

a EPS bude dále fungovat. Nefunkční budou jen prvky, které pro svůj provoz potřebují napájení ze sítě 230 V AC (osvětlení, zásuvky, vzduchotechnika, rolety, apod.). Komunikace po sběrnici odpovídá modelu master-slave. I při plném vytížení, systém dosahuje maximální odezvy 150 ms. Vzhledem k tomu, že člověk dokáže vnímat okamžitou reakci pod 300 ms, lze sběrnici používat např., i na osvětlení. Adresace prvků na sběrnici je realizována pomocí šestnácti bitové unikátní adresy tvořené posloupností čtyř hexadecimálních znaků. Po instalaci celého systému se programátorovi pomocí kabelu RJ-45 načtou všechny elektronické adresy prvků na sběrnici. Počet CIB jednotek lze zvýšit pomocí externích masterů MI2-02M. Rozšiřující moduly jsou k centrální jednotce připojeny pomocí systémové sběrnice TCL2, ze které jsou i napájeny. Výhodou je, že lze k systému připojit ovladače kompatibilní se systémem KNX/EIB, který využívá spousta společností a je tak velký výběr z různě barevných a tvarovaných ovladačů. (56)

Obrázek 10 – rozšiřující modul CIB (56)

40

II. Praktická část 9. Popis vzorové budovy V této části diplomové práce představím návrh systému a zařízení budovy, kterou budu používat pro ukázku výpočtů efektivnosti inteligentních budov. Vycházím z podkladů diplomové práce Ing. Václava Mahdala – „Integrovaný systém v budově – Inteligentní rodinný dům – Řídící systém iNELS.“ (1) Všechny dílčí systémy budou propojeny mezi sebou pomocí systému iNELS, který zajistí jejich správu, vizualizaci a ovládání pomocí klasických vypínačů, TV, dotykového panelu, tabletu či GSM telefonu nebo vzdáleně přes internet. Jedná se o přízemní atriový dům lichoběžníkového půdorysu. Z haly se vchází do obytného prostoru s kuchyní. Dále jsou z chodby přístupné jednotlivé pokoje se sociálními zařízeními. Vedle hlavního vstupu je garáž a technická místnost. Terasa před obývacím pokojem je dřevěná, kryta železobetonovou střechou. Objekt bude sloužit výhradně pro bydlení. Lokalita budovy je v Brně s nadmořskou výškou 227 m. Otopné období je 232 dnů. č.

Místnost

1.01 Zádveří 1.02 Kuchyně 1.03 Jídelna + obývací pokoj 1.04 Pokoj 1.05 Koupelna 1.06 Chodba 1.07 Pokoj 1.08 Koupelna 1.09 Chodba 1.10 Pokoj 1.11 Pokoj 1.12 Koupelna 1.13 Technická místnost 1.14 Spíž 1.15 WC 1.16 Garáž 1.17 Pokoj 1.18 Terasa 1.19 Sklad Celková užitná plocha

Plocha [m2] 7,0 17,4 65,8 23,2 4,0 12,9 14,9 2,8 5,2 15,2 13,8 7,9 12,8 2,0 2,6 49,1 16,4 50,9 15,7 339,6

Tabulka 3 – popis jednotlivých místností (1)

41

Návrhová vnitřní teplota θi [°C]

Relativní vlhkost vnitřního vzduchu ϕ [%]

15 20 20 20 24 20 20 24 20 20 20 24 15 20 20 15 20 -

50 80 50 50 70 50 50 70 50 50 50 70 50 50 50 50 50 -

Obrázek 11 – vstupní část s garáží (1)

Obrázek 12 – obytná část (1)

9.1. Výpočet tepelných ztrát Pro návrh otopného systému je nutné vypočítat celkové tepelné ztráty, podle kterých se určí požadovaný vytápěcí výkon. Budeme postupovat podle normy ČSN EN 12831, která se zabývá tepelnými soustavami v budovách a konkrétně výpočtem tepelného výkonu. Podle této normy stanovíme výpočet dodávky tepla, kterou musíme budově dodat, aby bylo dosaženo tepelné pohody. Výpočty jsou řešeny s výškou místnosti nepřesahující 5 m a vnější výpočtová hodnota pro oblast Brno je θe = -12°C. Vnitřní výpočtové teploty jednotlivých místností jsou uvedeny v Tabulce 3. (1)

42

Celková návrhová tepelná ztráta vytápěného prostoru (i), (φi) φi = φT,i+φV,i [W] kde φT,i je návrhová tepelná ztráta prostupem tepla vytápěného prostoru (i) [W] φV,i je návrhová tepelná ztráta větráním vytápěného prostoru (i) [W] Návrhová tepelná ztráta prostupem tepla φT,i pro vytápěný prostor (i) φT,i = (HT,ie+HT,iue+ HT,ig +HT,ij) · ( θint,i – θe) [W] kde HT,ie je součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) pláštěm budovy [W.K-1] HT,iue je součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) nevytápěným prostorem (u) [W.K-1] HT,ig je součinitel tepelné ztráty prostupem z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) v ustáleném stavu [W.K-1] HT,ij je součinitel tepelné ztráty z vytápěného prostoru (i) do sousedního prostoru (j) vytápěného na výrazně jinou teplotu [W.K-1] θint,i je výpočtová vnitřní teplota vytápěného prostoru (i) [°C] θe je výpočtová venkovní teplota [°C] Návrhová tepelná ztráta větráním φV,i pro vytápěný prostor (i) φV,i = HV,i · ( θint,i - θe) [W] kde HV,i je součinitel návrhové tepelné ztráty větráním [W.K-1] Jestliže je hustota vzduchu a měrná tepelná kapacita vzduchu konstantní HV,i = 0,34 · Vi kde Vi je výměna vzduchu ve vytápěném prostoru v [m3.h-1] Stanovení výměny vzduchu Vi je závislé na daném řešení. Může být s nebo bez větrací soustavy. V práci (1) můžeme vidět postup výpočtu a příklad výpočtu tepelných ztrát na místnosti s jídelnou. Pro naše potřeby nám bude stačit výsledek vypočtených tepelných ztrát.

43

Celková návrhová tepelná ztráta prostupem tepla v místnosti s jídelnou – 1.03 φT,i = (HT,ie+HT,iue+ HT,ig +HT,ij).( θint,i – θe) φT,i = [(47,77 + 0,78) + 9,15 + 5,54 + (2,07 + 0,5 – 0,8)]·(20 – 12) φT,i = 65,01 · 32 = 2080,32 W Součinitel návrhové tepelné ztráty větráním: HV,i = 0,34 · Vi = 0,34 · 0,5 · 233 = 39,61 W · K-1

Návrhová tepelná ztráta větráním v místnosti 1.03: φV,i = HV,i · ( θint,i - θe) = 39,61 · (20+12) = 1267,52 W

Návrhová tepelná ztráta tvořená prostupem a větráním v místnosti 1.03: φi = φT,i+φV,i = 2080,32 + 1267,52 = 3347,84 W

Obrázek 13 – výpočet tepelných ztrát pro místnost 1.03 pomocí programu Stavební fyzika (1)

Celkové tepelné ztráty se dopočítaly stejným způsobem pro všechny místnosti v domě. Výsledek je na Obrázku 14.

44

Obrázek 14 – celkové tepelné ztráty objektu (1)

Podle vypočtených tepelných ztrát se určí tepelné výkony vytápěcích systémů.

Roční spotřeba tepla Průměrnou roční spotřebu tepla pro vytápění vybraného objektu jsem spočítal takto:

Kde: Qc - výpočtová tepelná ztráta ve W – pro vypraný objekt stanovena 9 885 W ε - opravný součinitel – 0,6678 (definováno podle podobného projektu) D - počet denostupňů – průměrná hodnota pro ČR je 3678 ti - vnitřní teplota – průměrná hodnota pro ČR je 19°C te - vnější výpočtová teplota (oblast Brno -12°C) (58)

9.2. Systém vytápění a ohřev teplé vody Celý systém je řízen regulátory od společnosti Johnson Controls. Inteligentní elektroinstalace iNELS ovládá pouze koncové termophony na jednotlivých otopných tělesech a na rozdělovači podlahového vytápění. Všechny systémy jsou spolu navzájem propojeny a předávají si informace o svém aktuálním stavu. Pro systém vytápění byly navrženy tři propojené způsoby vytápění. (1) 

Tepelné čerpadlo



Kotel na zemní plyn



Solární systém

Systém je navržen tak, že bude mít vždy přednost ohřev teplé vody před samotným vytápěním. Primárním zdrojem pro ohřev teplé vody je tepelné čerpadlo se solárními kolektory. V případě malé účinnosti čerpadla nebo kolektorů je do zásobníku teplé vody zapojen i kotel na zemní plyn. Tepelné výkony tepelného čerpadla a kotle na zemní plyn byly určeny v závislosti na vypočtené tepelné ztrátě budovy.

45

Tepelné čerpadlo Jako zdroj tepla pro vytápění a přípravu teplé vody je navrženo tepelné čerpadlo - země – voda, MASTER THERM - AQUAMASTER typ AQ30Z, o tepelném výkonu 10,7 kW při provozních podmínkách B0°C/W50°C. Maximální výstupní teplota pro vytápění je 50°C. Zdrojem tepelné energie budou pro tepelné čerpadlo a dva 90m hluboké vrty. Tepelné čerpadlo je zapojeno do „kotlového okruhu“ a napojeno na vyrovnávací akumulační nádobu Regulus PS 200 o objemu 200 l, která vyrovnává dynamické tlaky. Jako bivalentní zdroj je v tepelném čerpadle použit plynový kotel Viessmann VITOPEND 100-W s výkonem 10,5 kW, který je přímo řízen inteligentním systémem iNELS. Objemové změny teplonosné látky vlivem teplotní roztažnosti bude vyrovnávat tlaková expanzní membránová nádoba Regulus MB 25 o objemu 25 litrů / 3bar.

Kotel na zemní plyn Do vytápěného okruhu bude použit kotelna zemní plyn. Podle vypočítaných tepelných ztrát byl vybrán kotel Viessmann VITOPEND 100-W s výkonem 10,5kW. Kotel bude primárně připojen k topnému hadovi v zásobníku teplé vody a sekundárně bude připojen přes třícestný ventil za akumulační nádrž. Pokud nebude mít voda z akumulační nádrže dostatečnou teplotu, třícestný ventil přepne danou větev a voda bude čerpána přes kotel na zemní plyn. Ohřev teplé vody bude mít vždy přednost před ohřevem teplé vody na vytápění.

Solární systém Ohřev vody pomocí solárních kolektorů bude využíván celoročně a bude sloužit pouze jako dohřev zásobníkového ohřívače teplé vody. Velikost kolektorové plochy závisí zejména na orientaci ke světovým stranám, na sklonu střechy a na tzv. slunečním klimatickém pásmu. Toto pásmo ukazuje, kolik hodin slunečního svitu svítí v dané lokalitě. Pro oblast Brna je roční příkon energie 1100 kWh·m-2·rok-1, což je přibližně 3 kWh·m-2·den-1. Pro požadovanou teplotu 55°C v 300 l zásobníku vody je zapotřebí 15,675 kWh. Z toho lze vypočítat plochu slunečních kolektorů, která bude 5,2 m2. Solární kolektory budou celkem tři o celkové ploše 5,52 m2 od společnosti Reflex typ RSK II 21. Celková cena kolektorů je 32 850 Kč.

Primární okruh - systém TUV Příprava vody bude prováděna v zásobníkovém ohřívači teplé vody Regulus typ R2BC o objemu 300 l. Zásobník je navržen dle normy ČSN 06 0320. Pro ohřev TV je využíváno výše zmíněných tří systémů: tepelné čerpadlo, kotel na zemní plyn a solární kolektory.

46

Sekundární okruh – vytápění Sekundární okruh se dělí za akumulační nádobou na dvě větve. Na větev otopných těles a větev podlahového vytápění. Teplota otopných těles bude regulována podle venkovní teploty, kterou zajišťuje systém iNELS. Oběh otopné vody v jednotlivých okruzích budou zajišťovat elektronická oběhová čerpadla Wilo typ Stratos. Požadované průtoky do jednotlivých větví budou nastaveny na seřizovacích a vyvažovacích armaturách TA STAD.

Otopná tělesa Otopná plocha bude tvořena především otopnými stěnami Korado Koratherm Vertikal M, dále pak deskovými otopnými tělesy Radik Ventil Kompakt a koupelnovými otopnými tělesy Koralux Rondo Comfort M.

Podlahové vytápění Pro podlahové vytápění jsou použity zabetonované trubky UPONOR s kyslíkovou bariérou, které budou vedeny v systémové desce Uponor Tecto ND 30-2.

Technologie použitá k řízení vytápění Řízení vytápěcího systému je realizováno pomocí tří regulátorů FX15D72 od společnosti Johnson Controls, které jsou propojeny komunikační bránou se systémem iNELS. Komunikace a vzdálená správa je zajištěna prostřednictvím komunikační jednotky NAE45, která umožňuje připojení IP a webový přístup do systému.

47

Obrázek 15 – schéma regulace vytápěného systému (1)

10. Inteligentní elektroinstalace ve vzorové budově Pro řízení osvětlení, zásuvkových okruhů a vytápění byl navržen inteligentní systém iNELS od firmy ELKO EP, s.r.o. pomocí kterého lze monitorovat a spravovat všechny provozně technické funkce a procesy prostřednictvím instalační sběrnice. Silové rozvody vedou od spotřebičů a osvětlení přímo do Hlavního rozvaděče, kde jsou umístěny jednotlivé ovládací aktory systému iNELS. Z toho plyne úspora kabeláže. Výhodou inteligentní elektroinstalace je lehká modifikovatelnost v budoucnosti. Při změně spotřebiče se systém iNELS přizpůsobí pomocí nového uspořádání senzorů a aktorů a změnou jejich parametrů. Vizualizace je realizována SCADA/HMI systémem Reliance. Složení systému iNELS:     

CU2-01M – centrální jednotka (2 x CIB) BPS2-01M (BPS2-02M) – oddělovač sběrnice od napájení MI2-02M – externí master – slouží k rozšíření sběrnic CIB Senzory – vstupní prvky Aktory – výstupní prvky

48

10.1. Řízení osvětlení Pro řízení osvětlení se využívá spínacích aktorů typu: SA2-02M, SA2-04M nebo SA2-012M. Tyto spínací aktory jsou určené pro spínání nejrůznějších spotřebičů a zátěží bezpotenciálním kontaktem. SA2-02M obsahuje 4 nezávislé relé s přepínacím bezpotenciálovým kontaktem (SA204M obsahuje 4, SA2-12M obsahuje 12). Spínání jednotlivých okruhů je řešeno v každé místnosti zvlášť. Např. v místnosti 1.01 (zádveří) je umístěno tlačítko WSB2-20/G sloužící k funkci „Central STOP“, které vypne veškeré osvětlení v domě. V místnosti 1.16 (garáž) je spínací prvek řešen dálkovým ovládáním tak, že se při spuštění otevře brána, garážová vrata a rozsvítí se světla. V celém domě jsou použity LED zdroje osvětlení. Systém osvětlení bude spolupracovat i s bezpečnostním systémem EZS. PIR detektory například zhasnou daný světelný okruh, pokud nebude přítomná osoba v místnosti po dobu 5 min. Nebo v době nepřítomnosti uživatele mohou detektory spatřit nějaké narušení objektu a automaticky spustit světla a sirény pro zastrašení pachatele. Další možností je „simulace přítomnosti“. Dům se bude chovat, jako by uživatel dům normálně obýval a v daném pořadí by rozsvěcoval okruhy světel v místnostech v závislosti na čase apod. Pro stmívání osvětlení byly použity aktory DA2-22M. Tyto aktory lze využít i pro spínání spotřebičů. Stmívání je navrženo pro každou místnost zvlášť. V kooperaci se systémem EZS jsou stmívací aktory využity v noci, kdy se automaticky rozsvítí světla na 20 % v místnosti, kde byl detekován pohyb. V případě nevyužití stmívání mohou tyto aktory fungovat jako spínací.

49

č.

Místnost

Počet

Počet

Spínací

Stmívací

spínaných

stmívaných

aktor

aktor

okruhů

okruhů

Ovládací prvek Typ

ks

1.01

Zádveří

1

-

SA2-012M

-

WSB2-40/G

3

1.02

Kuchyně

3

-

SA2-012M

-

WSB2-40/G

4

Jídelna +

-

3

-

DA2-22M

-

-

1.03

obývací pokoj

Poznámka

ovládací prvek v místnosti 1.02, 1.06

1.04

Pokoj

2

-

SA2-012M

-

WSB2-40/G

1

1.05

Koupelna

1

-

SA2-012M

-

WSB2-20/G

1

1.06

Chodba

2

-

SA2-012M

-

WSB2-40/G

10

1.07

Pokoj

1

3

SA2-012M

DA2-22M

WSB2-40/G

4

1.08

Koupelna

1

-

SA2-012M

-

-

-

ovládací prvek v místnosti 1.07

1.09

Chodba

1

-

SA2-012M

-

WSB2-40/G

4

1.10

Pokoj

-

3

-

DA2-22M

WSB2-40/G

3

1.11

Pokoj

-

3

-

DA2-22M

WSB2-40/G

4

1.12

Koupelna

1

-

SA2-04M

-

-

-

1.13

Technická

1

-

SA2-04M

-

WSB2-20/G

1

Spíž

1

-

SA2-04M

-

WSB2-20/G

1

1.15

WC

1

-

SA2-04M

-

WSB2-20/G

1

1.16

Garáž

1

-

SA2-04M

-

WSB2-40/G

1

ovládací prvek v místnosti 1.09

místnost 1.14

+ ovládací prvek v místnosti 1.01

1.17

Pokoj

1

-

SA2-04M

-

-

-

ovládací prvek v místnosti

1.18

Terasa

-

5

-

DA2-22M

WSB2-40/G

1

+ ovládací prvky v

1.09

jednotlivých místnostech sousedících s terasou 1.19

Sklad

1

-

SA2-04M

-

WSB2-20/G

1

+ ovládací prvek v místnosti 1.11

Tabulka 4 – návrh osvětlení v jednotlivých místnostech – aktory a ovládací prvky (1)

50

10.2. Řízení vytápění Pro řízení vytápění jsou využity termopohony ALPHA AA od výrobce Möhlenhoff. U otopných těles a otopných registrů jsou termopohony osazeny přímo na ventil tělesa. U podlahového vytápění jsou umístěny v rozvaděči. Vytápěcí systém je složen z 24 termopohonů, z nichž 13 je umístěno přímo na otopných tělesech nebo registrech a 11 jich je umístěno v rozdělovačích podlahového vytápění na jednotlivých větvích. V každé místnosti je umístěn digitální pokojový termoregulátor IDRT2-1/G, pomocí kterého lze upravit teplotu v místnosti v rozmezí +3/-3. Má v sobě vnitřní teplotní senzor pro měření teploty, pomocí kterého lze udržovat teplota v místnosti automaticky.

Typ vytápění Otopná tělesa Otopné registry Podlahové topení

Počet termopohonů 8 5 11

Typ termopohonu ALPHA AA 0-10V ALPHA AA 0-10V ALPHA AA 230V, NO

Počet aktorů 8 5 1

Typ aktoru HC2-01B/DC HC2-01B/DC SA2-012M

Tabulka 5 – rozložení termopohonů podle druhu vytápění a jejich ovládací prvky (1)

10.3. Zabezpečovací systém EZS a EPS Zabezpečovací systém je jednou z dalších stránek, které se projeví v efektivnosti inteligentních systémů. Tuto stránku nelze nijak finančně zhodnotit, ale lze ji brát z praktického hlediska. Pokud máme dobře zabezpečený dům, nenastanou v budoucnu žádné nepříjemné situace v podobě vloupání a krádeží. Systém rozpozná kouřové signály a spustí hasící systém dřív než by vznikly větší škody na majetku. Pokud je navíc bezpečnostní systém propojen s ostatními okruhy např., s vytápěním, může systém ušetřit na vytápění. Pokud se otevře okno na vyvětrání, magnety umístěné na rámu a křídle okna se rozpojí a systém zjistí, že má pod oknem přestat topit a vypne topení. Základem zabezpečovacího systému je ústředna IM-140M, která průběžně vyhodnocuje signály z detektorů a ovládacích zařízení, podle kterých rozhoduje o vyhlášení poplachu. V každém okně a dveřích jsou umístěné magnetické kontakty pro signalizaci narušení objektu. Dále jsou použity samostatné a duální detektory pohybu, systémová klávesnice a opticko-kouřové hlásiče. Akustická signalizace je zajištěna pomocí zálohované venkovní sirény a jedné vnitřní. Pokud jednotka vyhodnotí poplach, informuje majitele pomocí GSM brány. Nainstalovány jsou zde dvě venkovní kamery ovládány pomocí systému iNELS – iMM. Pořizovat lze až 72 hodinový záznam.

51

10.4. Ovládání pomocí systému iMM Celý systém je ovládán pomocí gyroskopického ovladače přes obrazovku televize nebo přes touch panel, který lze umístit kdekoliv v domě nebo pomocí tabletu iTP-T, který je přenosný. Komunikace probíhá prostřednictvím wifi. Prostřednictvím systému iMM bude v domě možnost ovládat:     

teploty v jednotlivých místnostech odděleně a kontrolovat tak jejich stav. Světelné okruhy – spínání, stmívání, světelné scény Kamerový systém – zobrazení, záznam u kamer s funkcí PTZ i pohyb Dveřní IP hlásku instalovanou u hlavní brány – možnost zobrazení obrazu z integrované kamery Televizi, přehrávač DVD

10.5. Komunikace Vzdálený přístup do systému iNELS je možný přes GSM sítě nebo Internet. Podmínkou je vestavěný webserver a GSM brána, která je přímo připojená k centrální jednotce. Je použita jednotka GSM2-01M, která je schopna odeslat až 32 zpráv o stavu systému až na 16 telefonních čísel. Systém lze ovládat i prozvoněním. Veškerá nastavení se programují v programu IDM.

11. Cenový návrh inteligentního systému v budově Pro výpočty efektivnosti inteligentního systému v budově musím navrhnout a ohodnotit všechny prvky inteligentního systému. V popisu budovy a inteligentní elektroinstalace (kapitola 9. a 10.) jsem popsal prvky, které jsou použity, a jejich stručnou charakteristiku. V této kapitole shrnu všechny potřebné prvky inteligentního systému a nacením je. Do ceny nebudu zahrnovat zařízení, která by byla použita v běžném domě (běžné prvky), jako jsou např., zásuvky, jističe, chrániče apod., protože předpokládám, že ty by se musely v téměř stejném rozsahu osadit i pokud by nebyl instalován inteligentní systém. Stejně tak koncové prvky EZS – PIR, magnetické detektory, kotle na vytápění, solární kolektory, atd. Ceny jsou uváděny včetně DPH.

52

Popis

Systémová sběrnice centrální jednotka oddělovač sběrnice od napájení externí master napájecí zdroj GSM komunikátor Řízení osvětlení spínací aktor spínací aktor stmívací aktor čtyřtlačítkový ovladač ovladač Řízení vytápění ovladač termohlavic spínací aktor termopohon Alpha termopohony Alpha termoregulátor Zabezpečovací systém EZP a EPS jednotka binárních vstupů magnetický kontakt PIR detektor pohybu Largo Dvouzónový PIR detektor pohybu osob ovládací klávesnice zabezp.syst. detektor požáru externí siréna interní siréna venkovní kamera iMM Gyroovladač iMM server tablet Android

Typ

Proudový Proudový odběr Cena za Ks odběr / celkem kus Ks [mA] [mA]

CU2-01M BPS2-02M MI2-02M PS-100/iNELS GSM2-01

Cena celkem

1 2 1 1 1

110 15 25 110 250

110 30 25 110 250

11 988 1 901 5 544 2 419 11 760

11 988 3 802 5 544 2 419 11 760

SA2-012M SA2-04M DA2-22M WSB2-40/G WSB2-20/G

1 2 5 35 5

50 100 30 25 25

50 200 150 875 125

7 904 3 696 5 746 2 090 1 679

7 904 7 392 28 730 73 150 8 395

HC2-01B/DC SA2-012M AA 230V, NO AA /0-10V IDRT2-1/G

13 1 11 13 16

20 50

260 50

3 152 7 904 774 2 148 3 469

40 981 7 904 8 514 27 924 55 507

1

25

25

4 743

4 743

IM2-140M SA-200-A, 201-A, 211 JS-20

16 2

86 534

JS-22 KEY2-01 SD-280 JA-80A JA-80L IPC 95MO

5 1 2 1 1 2

796 3 945 780 2 976 1 336 5 988

3 945 1 560 2 976 1 336 11 976

GO MX Air iMM server 10“

1 1 1

3 480 37 999 8 288

3 480 37 999 8 288

150

150

1 382 1 068 3 984

2410 mA

Celkový proudový odběr Celkem

384 655 Kč

Cena bez běžných prvků

351 682 Kč

Tabulka 6 – cenové ohodnocení inteligentního systému – Příloha 1- Cena IS

53

11.1. Investiční náklady Tabulku prvků inteligentního systému musíme doplnit o projekční náklady. Za osazení rozvaděče v rozsahu našeho projektu zaplatíme cca 30 tis. Kč. Abychom mohli celý systém začít používat, musí se ještě „oživit“. Tím je myšleno nastavení jednotlivých prvků a nainstalování programu do centrální jednotky systému. Cena bývá cca 10 tis. Kč. Odhadované ceny jsem konzultoval s panem Josefem Rozvoralem z firmy Arakis & Belleville, s.r.o., který instaluje projekty se systémem iNELS.

11.1.1.

Úspory investičních nákladů

Bezpečnostní systém EZS Jelikož je v návrhu inteligentního systému zahrnut i bezpečnostní systém EZS, dá se dokonce i ušetřit. Bezpečnostní prvky jako jsou PIR detektory, magnetické kontakty, apod., jsou nutné i v běžném domě. Ovšem samostatnou ústřednu pro EZS už nebudeme potřebovat, protože je v systému iNELS integrována. Jedinou nutnou položkou navíc je speciální zabezpečovací klávesnice, kterou však můžeme použít i pro ostatní řízení dalších technologií, jako např., osvětlení. Úspora tedy bude v ceně zabezpečovací ústředny. Nejpoužívanější bezpečnostní systém na trhu je od firmy Jablotron, u které stojí bezpečnostní ústředna 19 320 Kč.

Běžná cena elektroinstalace x inteligentní elektroinstalace Cena elektroinstalace inteligentního systému se cenově liší od běžné elektroinstalace. Prvky, které jsou použity v projektu, jako jsou vypínače a stmívače, jsou mnohem dražší než běžné vypínače. Níže provedu srovnání nákladů za elektroinstalaci v inteligentním a v běžném projektu a určím tak výslednou cenu, která bude odpovídat přidané hodnotě inteligentního systému. Z návrhu půdorysu viz Příloha 2 – Pudorys_ZASUVKY.dwg, kde je vidět vedení kabelů pro zásuvky, jsem spočítal, že bude pro inteligentní elektroinstalaci potřeba cca. 340 m kabelu. Po konzultaci s panem Rozvoralem jsem určil cenu kabelu 8 Kč za metr. Výsledná cena za materiál je 2 720 Kč. Za práci se účtuje stejná cena jako za materiál, tudíž 2 720 x 2 = 5 440 Kč včetně montáže. Dále jsem z návrhu půdorysu, viz Příloha 3 – Pudorys_SVETLA.dwg, kde je vidět vedení osvětlení, spočítal, že bude potřeba cca 480 m kabelu pro osvětlení. Cenu kabelu pro stmívací obvody jsem stanovil na 12 Kč za metr kabelu a pro normální obvody cenu 8 Kč za metr. Výsledná cena za materiál je 4 480 Kč. Včetně montáže nás bude elektroinstalace osvětlení stát 8 960 Kč. 54

U běžné elektroinstalace můžeme vycházet z ceníku uváděného na internetu. Jeden vypínač nebo zásuvka by stála 850 Kč včetně práce. (59) Vypínačů je v budově celkem 40. Cena běžné elektroinstalace vypínačů: 850 x 40 = 34 000 Kč Zásuvek je v budově celkem 76. Cena běžné elektroinstalace zásuvek: 850 x 76 = 64 600 Kč Z této hodnoty musíme odečíst materiál na zásuvky, protože v cenovém ohodnocení inteligentního systému ho do kalkulace nezahrnujeme. Budeme počítat s průměrnou cenou běžné zásuvky 200 Kč. 76 x 200 = 15 200 Kč Celková částka úspor, kterou odečteme od našeho cenového návrhu: 19 300 - 5 440 - 8 960 + 34 000 + 64 600 - 15 200 = 88 300 Kč Celkové investiční náklady jsou: 351 682 – 88 300 + 40 000 = 303 382 Kč

11.2. Provozní náklady Aby inteligentní systém fungoval tak jak má a splňoval všechny funkce, na které je naprogramován, musí být v provozu 24 hodin denně. V tabulce 6 jsou vypsány jednotlivé odběry prvků inteligentního systému. Součet všech prvků dělá 2 410 mA = 2,41 A. Napájení prvků je 27 V. Při chodu 24 h/den, 365 dní/rok máme roční spotřebu navrženého inteligentního systému: 2,41 x 27 x 24 x 365 = 570 kWh Cena za kWh elektřiny je v roce 2012 - 4,83 Kč/kWh včetně DPH. Předpokládáme, že máme sazbu D02d od skupiny ČEZ. (60) Provozní náklady za rok tedy budou: 570 x 4,83 = 2 753 Kč/rok

55

Poruchovost systému Musíme brát v úvahu i možnost poruchy nějakého prvku v inteligentním systému. Takový stav nemůžeme ovlivnit, ale musíme s ním počítat. Výrobce z pochopitelných důvodů poruchovost systému nikde neuvádí. Ze zkušenosti odborníků z podobných oborů jsem zjistil, že průměrná poruchovost bývá cca 8 %. Jelikož se systém iNELS na trhu prodává zhruba 6 let, nemůžeme s jistotou určit ani technickou životnost systému. Pro tento parametr se inspiruji od konkurence, která už je na trhu déle a uvádí, že morální životnost inteligentních systémů je 20 let. Po konzultaci s panem Jindřichem Švestkou z firmy ELKO EP jsme se shodli na stejné době životnosti. Na inteligentní systém iNELS se vztahuje pětiletá záruka, takže dostáváme morální dobu životnosti na 15 let. Do pořizovací ceny zahrnu pouze součástky, které se mohou nějakým způsobem poškodit. Tedy částka bez dodatečných nákladů 351 682 Kč. Za morální dobu životnosti 15 let, při poruchovosti 8 % mi vzniknou náklady 28 135 Kč. Abych s těmito náklady mohl dále počítat, rozložím poruchovost rovnoměrně do celé doby morální životnosti. Za jeden rok mi tedy vzniknou náklady na poruchovost 1 876 Kč.

11.3. Úspory provozních nákladů Z Grafu 1 z kapitoly 4.6 můžeme odvodit, že 60 % spotřeby energie v domácnostech jde na vytápění a 20 % na ohřev teplé vody. Právě z těchto dvou nákladů se dosahuje nevyšších úspor pomocí inteligentních systémů. Na tyto úspory se nejvíce zaměřím. Velmi důležitou stránkou zde bude samozřejmě, jakým způsobem bude budova vytápěna a jakým způsobem byla budova postavena a zateplena. Výrobce systému iNELS udává, že pomocí jejich inteligentních systémů může zákazník ušetřit až 30 % nákladů na energie. Jak se k této hodnotě firma dostala, se mi bohužel nepodařilo zjistit. Firma se pouze odkazuje na průměrné hodnoty ostatních výrobců inteligentních systémů. Budeme vycházet z projektu firmy Condata, s.r.o., která provedla měření spotřeby energií v rodinném domě v obci Bystrovany. Projekt byl rozdělen do čtyř let. První rok se měřila spotřeba energie rodinného domu bez jakéhokoliv systému řízení. Celková spotřeba byla 34 000 Kč. Druhý rok se do objektu nainstaloval inteligentní systém, který řídil a měřil především teplotu v místnostech. Samotný inteligentní systém řízení uspořil za rok 10 000 Kč, což odpovídá výše zmíněným 30 %. Třetí rok se do objektu nasadily další alternativní zdroje vytápění v podobě solárních kolektorů, tepelného čerpadla a akumulace tepla. Ušetřilo se dokonce 20 600 Kč. Což je 60 % úspor oproti původní spotřebě. Čtvrtý rok se provedli ještě tepelně-technické úpravy a vyměnily se skla v oknech. Dosáhli tak 70 % úspor od původního stavu. Názorně je to pospáno v následujícím Grafu 4. (61)

56

Graf 4 – spotřeba a úspora pro vytápění a ohřev TUV projektu Bystrovany (61)

Můj projekt využívá stejných alternativních zdrojů vytápění, kterými jsou solární kolektory a tepelné čerpadlo. Jelikož můj projekt je výše uvedenému velice podobný, mohu využít poznatky z měření a určit odhadovanou efektivnost inteligentního systému řízení.

11.3.1.

Roční úspory

A) Samotný inteligentní systém řízení bez alternativních zdrojů energie Pro efektivnost samotného inteligentního systému řízení využiji poznatků z druhého roku projektu v Bystrovanech. 30% úspor bylo dosaženo jen použitím inteligentního systému. Víme, že budova, na které byl projekt měřen, měla nedostačující okna a předpokládejme i zateplení. To bude u mého projektu novostavby ošetřeno. Z 30 % úspor tedy odečtu 10 %, které odpovídají menším tepelným ztrátám mého projektu oproti projektu v Bystrovanech. Celkové úspory, pomocí inteligentního systému řízení, budou v mém projektu ve výši 20 %. Počítat budeme pouze s plynovým kotlem bez přídavných solárních kolektorů a tepelného čerpadla. Roční spotřeba tepla je (viz kapitola 10.1.) 18,8 MWh. Účinnost plynových kotlů je cca 90 %. Cena zemního plynu, platná od 1.1. 2012 v oblasti Brna, je pro roční odběr do 20 MWh/rok rovna 1 514,26 Kč/MWh. Měsíční poplatek za plyn činí 253,02 Kč. (62) 57

Výpočet roční spotřeby plynu na vytápění: Roční spotřeba plynu = (18,8 / 0,9) x 1 514,26 = 31 631 Kč/rok Roční paušál za zprostředkování plynu = 253,02 x 12 = 3 036 Kč/rok Celková roční spotřeba za plyn = 31 631 + 3 036 = 34 667 Kč/rok Při 20% úspoře energie činí roční úspora za energii 6 933 Kč.

B) Inteligentní systém řízení s alternativními zdroji energie Pro efektivnost inteligentního systému řízení s využitím alternativních zdrojů energie využiji poznatků z třetího roku projektu v Bystrovanech. 30 % úspor, se dosáhlo jen použitím inteligentního systému. Dalších 30 % úspor bylo díky alternativním zdrojům energie. Při definování výše úspor budu postupovat jako u předešlého příkladu. Z 60 % úspor odečtu 10 %, které odpovídají menším tepelným ztrátám mého projektu oproti projektu v Bystrovanech. Celkové úspory, pomocí inteligentního systému řízení s použitím alternativních zdrojů energie, budou v mém projektu ve výši 50 %. Při 50% úspoře energie bude roční úspora za energii činit 17 334 Kč. Investice do alternativních zdrojů byla za solární panely 32 850 Kč. Tepelné čerpadlo se skládá z AquaMaster_30Z-2012 za 158 900 Kč, dvou 90m vrtů za 200 000 Kč a akumulační nádrže Regulus PS 200 za 6640 Kč. Celkové investice do alternativních zdrojů budou činit 398 390 Kč.

12. NPV, IRR a PP projektu Jedním z cílů diplomové práce je určit, zda jsou investice do inteligentního systému řízení návratné a kolik díky nim můžeme vydělat/ušetřit. Tyto výsledky můžeme získat z různých kritérií. Nejpoužívanější kritéria pro hodnocení a výběr investic jsou: (63) (64) 

Doba návratnosti



Diskontovaná doba návratnosti



Čistá současná hodnota projektu NPV



Vnitřní výnosové procento IRR



Doba návratnosti PP

58

Ts – Prostá doba návratnosti je nejčastější a nejjednodušší kritérium pro výpočet efektivnosti investic, ovšem nejméně vhodné. Zanedbává efekty po době návratnosti a nepočítá s možností vložení peněz do jiných investičních příležitostí.

Kde: IN – investiční, jednorázové náklady na realizaci úspor CF – roční peněžní toky Tds – Diskontovaná doba návratnosti je obdoba prosté doby návratnosti, jen s rozdílem, že není založena na prostém peněžním toku, ale na peněžním toku diskontovaném.

Kde: r – diskont t – rok, ke kterému se DCF počítá NPV – Čistá současná hodnota je hodnota, která počítá pouze s budoucím cashflow. Vypočítává, kolik nám daný projekt za zvolenou dobu životnosti přinese nebo sebere peněz. Nezajímá se o účetní položky, jako jsou výnosy a náklady, nezajímá se o hodnotu společnosti, ale řeší pouze peněžní toky, které nám investice přinese.

∑

Kde: t – doba životnosti r – diskont CF – generovaný peněžní tok v daném roce

IRR – Vnitřní výnosové procento (někdy používáno ERR – ekonomické výnosové procento) nám říká, kolik procent na hodnoceném projektu vyděláme, pokud zvážíme časovou hodnotu peněz. Má matematický vztah k NPV. IRR je takovým diskontem, u kterého vyjde při dosazení

59

do vzorce NPV = 0. Rozdíl od NPV je, že IRR se může použít, jen když jsou hodnocené investice na začátku záporné a všechny následující jsou již pozitivní. Po celou dobu projektu se znaménko peněžních toků může změnit jen jednou.

∑

PP – ukazatel, který sleduje dobu, za kterou počáteční kapitálové výdaje pokryjí hotovostní toky plynoucích z dané investice.

∑

Doba životnosti Dobu životnosti jsem určil na 20 let. Taková je předpokládaná morální životnost inteligentních systémů. Pro zjednodušení, budu technickou životnost předpokládat stejnou. Diskontní sazba Jako diskontní sazbu zvolím úrokovou sazbu 4 % p.a., garantovanou od banky UniCredit Bank, která ji umožňuje díky programu DUET PLUS. Vyšších výnosů je docíleno díky investicím do podílových fondů. (65) Růst cen energií K odhadu růstu cen jsem využil průměr historických cen za posledních 10 let.

√∏

Kde xi – historická hodnota ceny v roce i U zemního plynu vyšlo průměrné tempo růstu 9,3 % a u elektrické energie 3,9 %. Výpočty jsou zaznamenány v Příloze 4 – Cena energií.

60

Varianta A - Samotný inteligentní systém řízení bez alternativních zdrojů energie Pro výpočty jsem používal čistou současnou hodnotu, protože je v ní zahrnuta celá doba životnosti projektu, i možnost investování do jiného stejně rizikového projektu. Při investičních nákladech 303 382 Kč, při růstu elektrické energie ročně o 3,9 %, plynu o 9 %, diskontní sazbě 4 %, poruchovosti systému 8 % a 20% efektivnosti inteligentního systému vychází: NPV= -156 986 Kč IRR= -5,3% PP= nelze spočítat, protože je NPV záporné Postup výpočtů je v Příloze 5 – NPV, IRR a PP. Z výsledů lze vyčíst, že během 20 let se investice do projektu nevrátí o 156 986 Kč. Důvodem může být více faktorů. Do propočtů započítávám teoretickou poruchovost systému. Každý rok počítám s opravami systému v hodnotě 1 876 Kč. Celý systém má jen odhadovanou dobu životnosti 20 let, ale každý prvek systému je na tom různě. Například spínací aktory mají mechanickou životnost 3 x 10 7 což je skoro „nesmrtelný“ prvek. Pokud se však nějaký prvek porouchá, jsou na to vyhrazené finance, které se použijí na opravu. Tak zajistíme stále funkční systém a na konci 20 roku se nám systém naráz nezhroutí, ale bude stále funkční a budou se jen vyměňovat porouchané prvky. Při rychlém vývoji tohoto odvětví také předpokládám, že ceny budou stále více dostupnější a inteligentní systémy se budou používat standardně. Další možností je jistě menší efektivnost, kterou jsem zvolil jen 20 % oproti 30 %, které udává výrobce. Zvolil jsem ji vzhledem k tomu, že se jedná o novostavbu a tepelné ztráty jsou zde minimální. Projekt byl navrhován pro uživatele, kteří měli větší zájem o komfort, tedy zvolili jsme dražší varianty, např. stmívání ve většině pokojů, ovládání pomocí iMM serveru, Gyroovladače a Tabletu Android, které se řadí do nadstandardních typů ovládání. Proto je výsledná pořizovací cena vyšší. Další otázkou je, jaký způsob výpočtu doby návratnosti je ten nejideálnější? Pokud bych nepočítal s některými parametry nebo je mírně upravil, výsledek by byl jistě odlišný. Proto jsem zkusil druhou možnost s poupravenými vstupními parametry.

61

Nyní nebudu počítat s diskontovanou sazbou. Čistá současná hodnota by vyšla NPV= 147 550 Kč, IRR= 3,1 % a PP= 17 let. Vstupní veličiny jsem určil na 30 % efektivnosti a nepočítal jsem s možností poruchovosti. Jak je vidět, projekt může být efektivní, jde jen o to, co všechno budeme brát v úvahu při výpočtech návratnosti investic. V Příloze 5 – NPV, IRR a PP si každý může zvolit své parametry, které uzná za vhodné.

Varianta B - Inteligentní systém řízení s alternativními zdroji energie Postup byl stejný jako u předcházející varianty. Jen jsem k investičním nákladům za inteligentní systém přičetl náklady na alternativní zdroje, které činily 398 390 Kč. Celkové náklady s alternativními zdroji byly 790 072 Kč. Roční růst elektrické energie a plynu, diskontní sazba a poruchovost zůstaly stejné. Počítal jsem s 50% efektivností inteligentního systému. NPV= -231 326 Kč IRR= -3 % PP= nelze spočítat, protože je NPV záporné Jak je vidět i u této varianty můžeme investované peníze využít v rozsahu 20 let lépe. Ovšem životnost těchto alternativních zdrojů může být mnohem vyšší. Například pokud vezmeme investici do vrtů, která byla 200 000 Kč. Vrty zůstanou stále stejné i za 50 let. Solární panely mají odhadovanou dobu životnosti 30 let, v ideálním případě může být i dvojnásobná. Tepelné čerpadlo má odhadovanou životnost na 20 let, při ročních garančních prohlídkách se může doba životnosti i prodloužit. Oprava součástí starého tepelného čerpadla nás vyjde přibližně na 30 000 Kč což je zanedbatelná částka oproti pořizovací ceně (158 900 Kč). Pokud budeme počítat s výše uvedenými odhady, můžeme spočítat čistou současnou hodnotu během 30 let životnosti všech prvků: NPV(30)= 254 133 Kč IRR= 2 % PP= 26 let Návratnost investice do inteligentních systémů s alternativními zdroji se projeví až po 26 letech. Ovšem po této době systém vydělává. Po 40 roce systém vydělá dokonce přes 1 mil. Kč. Více o výsledcích v různých letech viz Příloha 5 – NPV, IRR a PP.

62

13. Efektivnost osvětlení Aby byl inteligentní systém řízení účinný, musí ho jeho uživatel správně sestavit a používat. Samotný inteligentní systém nedokáže ušetřit energie dokud ho uživatel či osoba k tomu určená správně nenaprogramuje. Další důležitou stránkou je výběr použitých součástí, které spolupracují s inteligentním systémem. U vytápění jsme kladli důraz na kvalitní tepelné vlastnosti stavby, oken a skel, aby budova měla co nejmenší ztrátu tepla. U osvětlení se musíme zamyslet podobně a musíme správně vybrat tu nejideálnější variantu, kterou bychom mohli ušetřit co nejvíce energie. Zásadní je pro nás výběr typu žárovek, které použijeme pro osvětlení. V současné době můžeme vybírat z těchto typů žárovek:    

Klasické žárovky Halogenové žárovky Kompaktní zářivkové žárovky LED žárovky

Každá z nich má různé vlastnosti. Zajímá nás především příkon kvůli spotřebě, životnost a cena pořízení. Jednotlivé typy žárovek jsem použil do svého projektu a propočítal jejich náklady. Následující tabulka ukazuje srovnání vlastností jednotlivých použitých typů žárovek. Žárovky jsou určeny tak, aby odpovídali světelné vlastnosti, např. LED žárovka 10W odpovídá klasické 60W žárovce. Průměrnou dobu osvětlení celé budovy jsem zvolil 4 hod./den. Cena elektřiny je 4,83 Kč/kWh.

ks

cena/k s

cena celkem

10

850 Kč

8 496 Kč

30

580 Kč

17 388 Kč

14

400 Kč

5 594 Kč

10

350 Kč

3 504 Kč

životnost

Osvětlení LED DLB-E27-8062K7 LB-E27-4702K7 LSL-GU10-2803K LC-E14-250-3K

34 982 Kč

35000 hodin

spotřeba spotřeba žárovky ve celkem W W

cena elektřiny za hodinu

10

100

0,4830 Kč

1029,412 dnů

8

240

1,1592 Kč

2,820306 let let při 23,9726 svícení 4 hod/denně

5

70

0,3381 Kč

4

40

0,1932 Kč

63

2,1735 Kč

cena cena osvětlení osvětlení za rok za rok při při svícení 1 svícení 4 hod/den hod/den

793 Kč 3 173 Kč

Klasické osvětlení žárovka 60 W

10

8 Kč

80 Kč

žárovka 40 W

30

7 Kč

210 Kč

žárovka 50 W

14

9 Kč

126 Kč

žárovka 25 W

10

8 Kč

80 Kč

1000 hodin

60

600

2,8980 Kč

41,66667 dnů

40

1200

5,7960 Kč

0,114155 let

50

700

3,3810 Kč

25

250

1,2075 Kč 13,2825 Kč 4 848 Kč

0,684932

496 Kč Halogenové osvětlení hal. žárovka 40W hal. žárovka 30W hal. žárovka 35W hal. žárovka 16W

10

85 Kč

850 Kč

30

68 Kč 2 040 Kč

14 10

let při svícení 4 hod/denně

40

400

1,9320 Kč

83,33333 dnů

30

900

4,3470 Kč

80 Kč 1 120 Kč

0,228311 let

35

490

2,3667 Kč

62 Kč

1,369863

16

160

0,7728 Kč

620 Kč

2000 hodin

4 630 Kč

let při svícení 4 hod/denně

9,4185 Kč 3 438 Kč

19 392 Kč

13 751 Kč

Kompaktní zářivkové osvětlení zářiv. 12W

10

100 Kč 1 000 Kč

zářiv. 9W

30

40 Kč 1 200 Kč

416,6667 dnů

zářiv. 10W

14

75 Kč 1 050 Kč

zářiv. 6W

10

84 Kč

1,141553 let let při 6,849315 svícení 4 hod/denně

840 Kč 4 090 Kč

10000 hodin

12

120

0,5796 Kč

9

270

1,3041 Kč

10

140

0,6762 Kč

6

60

0,2898 Kč 2,8497 Kč 1 040 Kč

4 161 Kč

Tabulka 7 – vlastnosti jednotlivých typů žárovek

Do projektu bylo navrženo LED osvětlení, které má velkou dobu životnosti. Oproti klasickým žárovkám o 35 x delší dobu životnosti. Pokud srovnáme spotřebu klasických a LED žárovek můžeme vypočítat, že se dá ročně na našem projektu, díky LED osvětlení, ušetřit až 16 219 Kč/rok což odpovídá 83,6 % úspory elektřiny. Jediná nevýhoda LED osvětlení je velká pořizovací cena. Jedna žárovka stojí až 850 Kč. LED žárovky jsou na trhu poměrně krátce, ale už nyní můžeme, díky rychle se rozvíjející se technologii říci, že cena bude stále klesat a v brzké budoucnosti se stanou alternativou pro všechny žárovky. I s touto cenou se nám tato investice stále vyplatí. Pokud dosadíme do vzorce čisté současné hodnoty dobu životnosti 24 let, kterou jsme vypočítali viz tabulka výše, dostaneme NPV=465 889 Kč. Srovnejme současnou hodnotu s největším konkuretntem LED osvětlení s kompaktními zářivkami. Předpokládám, že většina domácností již používá úsporné kompaktní zářivky, a proto nebudu LED osvětlení srovnávat s klasickými žárovkami, kde by byl rozdíl zásadní. Během 24 let doby životnosti LED žárovek, budeme muset nakoupit kompaktní zářivky 3x po 7 letech a vzniknou nám náklady 9 933 Kč. Úspora zářivek je 64

také vysoká, ale stále má o 988 Kč/rok větší náklady než technologioe LED. Do propočtů je zahrnuta zvyšující se cena elektrické energie o 3,9% s počátečním stavem 4,83 Kč/kWh. Čistá současná hodnota kompaktních zářivek vychází NPV=413 682 Kč během 24 let. Vyplývá z toho, že LED osvětlení se během 24 let, při růstu elektrické energie o 3,9 % za rok, vyplatí o 52 207 Kč. Návratnost investic je u LED osvětlení během 3 let a u kompaktních zářivek je návratnost díky nízkým pořizovacím cenám do 1 roku. Propočty jsou blíže uvedeny v Příloze 6 - Osvětlení.

Úspora energie versus spotřeba energie

100% 90% 80% 70%

60% 50% 40% 30% 20%

10% 0% Klasické osvětlení

Halogenové osvětlení

Kompaktní zářivkové osvětlení

Osvětlení LED

Graf 5 – úspora energie versus spotřeba energie jednotlivých typů osvětlení

13.1. Stmívání a detekce pohybu Další možností úspor za osvětlení již obstará samotný inteligentní systém. Jde o funkce stmívání či detekce pohybu. Inteligentní systém obsahuje funkce regulace osvětlení pomocí tzv. stmívacích aktorů. Díky nim můžeme nastavit požadovanou intenzitu světla, tím zmenšujeme příkon žárovek a tím i spotřebu elektrické energie. Dalším výhodným prvkem bývá senzor, který snímá intenzitu denního světla a podle toho se přizpůsobuje intenzita osvětlení v místnosti. Do prostor s častým procházením, např., chodba, se vyplatí dát pohybový senzor. Z vlastní zkušenosti vím, že uživatel často zapomene zhasnout světlo. Pohybový senzor je

65

proto výborný pomocník pro zapomnětlivé uživatele. Sám rozpozná, že v místnosti už nikdo není, osvětlení vypne a ušetří spoustu elektrické energie. V projektu je zahrnuto pět stmívacích aktorů v různých místnostech. Nyní stanovím hypotetický sled událostí, který by se mohl stát v jeden den v jedné místnosti. Jsou to mé subjektivní pocity, jak bych se s největší pravděpodobností zachoval. Zvolím si nejpoužívanější pokoj, tedy obývací pokoj. V pokoji jsou dvě hlavní světla a tři bodové. Tedy 2x DLB-E27-806-2K7 a 3x LSL-GU10-280-3K. Ráno je osvětlení nastaveno na 30-40 %, aby rozespalého uživatele neoslňovalo. Pokud budeme počítat s rodinou o čtyřech lidech, mohlo by být toto osvětlení zapnuto 1-2 hodiny. Přes den není nutnost svítit a také přepokládáme, že v běžný den jsou obyvatelé domu v práci či ve škole. Další rozsvícení je přibližně kolem 18 hodiny (zvolil jsem průměr - v zimním období rozsvítí dřív a v letním později). Do 19 hodiny není potřeba svítit velkou intenzitou, díky zapadajícímu slunci, zvolíme tedy 70% intenzitu osvětlení. Od 19-20 hodin bude rodina večeřet a tak intenzitu nastavíme na 100 %. Od 20-22 hodin se bude rodina dívat na televizi a intenzitu osvětlení zvolíme 50%. Pro ponocující členy rodiny zvolíme ještě režim od 22-24 hodin s osvětlením 30 %. Uvedené hodnoty jsou přepsány do Tabulky 8, je vypočítána roční spotřeba osvětlení v obývacím pokoji. Bereme v úvahu, že rodina nebude celý rok doma, bude např., jezdit na víkendy a na dovolené. Počítám tedy s 320 dny osvětlení za rok.

žárovka

ks

DLB-E27-806-2K7 LSL-GU10-280-3K

2 3

spotřeba W

spotřeba celkem W

10 5

20 15 35

hod 1,5 1 1 2 1

W za intenzita stmívaný osvětlení osvit 35% 70% 100% 50% 30%

18,375 24,5 35 35 10,5

W za 100% osvit

Kč za stmívaný osvit

Kč za 100% osvit

52,5 0,088751 0,253575 35 0,118335 0,16905 35 0,16905 0,16905 70 0,16905 0,3381 35 0,050715 0,16905 1 den 320 dní

0,596 Kč 1,099 Kč 191 Kč

352 Kč

Tabulka 8 – průměrná spotřeba a náklady stmívacího systému v pokoji 1.03

66

Z výpočtů vyplývá, že za jeden rok, díky stmívání osvětlení, ušetříme vzhledem k výše uvedenému příkladu 161 Kč, což odpovídá 54% úspoře. Během 20 let životnosti stmívacího aktoru zaplatíme v obývacím pokoji 5 629 Kč za elektrickou energii. Vstupní investice do stmívacího aktoru byla 5 546 Kč (částka, od které je odečtena investice do běžného vypínače). Dohromady je spotřeba 11 175 Kč. U běžného vypínače počítám s investicí 200 Kč. Za dobu 20 let zaplatím za spotřebu elektrické energie 10 374 Kč. Dohromady je spotřeba 10 574 Kč. U výpočtů jsou zahrnuty stoupající ceny elektrické energie ročně o 3,9 %. Jak lze odvodit z výše uvedených výpočtů, investice do stmívacího aktoru se nám do 20 let nevrátí a prodělá nám oproti běžnému vypínači - 601 Kč. Investice není výdělečná, ale během 20 let se tato ztráta dá tolerovat. Uživatel dostane z investice jiné přínosy v podobě nekvantifikovatelných efektů. Získá příjemnější ovládání osvětlení, které je nastavitelné podle nálady. Zvíší se tím mnohonásobně komfort uživatele. Pokud bychom brali jiné statistiky, které udávají růst elektrické energie o 9 %, investice by se nám vrátila. Úspora by činila až 2 700 Kč. Pokud bychom tedy předpokládali rychlejší růst elektrické energie, byla by tato investice návratná a výdělečná. U detektoru pohybu budeme dosahovat podobných výsledků, ovšem v mém projektu není zahrnut.

14. Návratnost spotřebičů Jak již bylo zmíněno v kapitole 4.6, velkou úsporou elektrické energie dosáhneme využitím inteligentních spotřebičů a dvoutarifovou sazbou za elektrickou energii. Pokud budeme využívat spotřebiče v domácnosti v nízkém tarifu, můžeme uspořit nemalé výdaje za elektrickou energii. Inteligentní systém iNELS komunikuje s produkty od společnosti Miele. Jsou to:        

vysavače pračky, sušičky, mandly myčky nádobí pečící trouby, parní trouby odsavače par kávovary chladničky/mrazničky sklokeramické varné/indukční desky

67

Pro výpočet příkladu efektivnosti spotřebičů si vyberu myčku nádobí G 5930 SCi za cenu 61 200 Kč. Myčka je v energetické třídě A+++ a roční spotřeba je podle výrobce 237 kWh/rok. S běžným tarifem D 02d (4,83 Kč/kWh) bychom za provoz na rok zaplatili 1 145 Kč. Pokud zvolíme dvoutarifový režim (sazba D 25d od ČEZu), budeme počítat se sazbou uvedenou níže v tabulce. Ceny jsou platné od 1.1. 2012. Cena za 1 MWh v Kč vysoký tarif

5402,53

nízký tarif

2076,19

Tabulka 9 – cena elektrické energie sazby D 25d

Myčku nastavíme tak, aby se spouštěla, pouze když je nízký tarif. Za rok provozu stejné myčky zaplatíme pouze 492 Kč. Uspořili jsme 653 Kč/rok což odpovídá 57 % úspory oproti běžné sazbě. Spotřebiče, které dokáží komunikovat s inteligentním systémem, jsou dražší než běžné spotřebiče. Abych mohl spočítat návratnost, musím zjistit hodnotu investice, kterou do spotřebiče vložím navrch. Běžná myčka v kategorii A+++ stojí 41 900 Kč. Investice do inteligentní myčky bude 19 300 Kč. Životnost spotřebičů je podle výrobce při roční spotřebě 237 kWh/rok 20 let. NPV= -16 232 Kč IRR= -13,5% Investice do inteligentních spotřebičů se do doby životnosti nevrátí. Výpočty jsou v Příloze 5 – NPV,IRR a PP. I když spočítáme nejjednodušším způsobem, kolik bychom ušetřili za 20 let: 20 x 653 = 13 060 Kč → stále se nám investice nevrátí. Příčinou je zatím stále vysoká pořizovací cena spotřebičů. Můžeme tvrdit, že je to teprve novinka na trhu. S rychlým rozvojem tohoto oboru věřím, že budou v dohledné době ceny inteligentních spotřebičů klesat a bude po nich větší poptávka. Efekty inteligentních spotřebičů nalezneme spíše v nekvantifikovatelných přínosech. Díky tomu, že spotřebiče umí komunikovat s inteligentním systémem, mohou uživatelé ovládat přístroje odkudkoliv i mimo budovu. Zvyšují tím komfort uživatele. Např., pračku může uživatel zapnout

68

pomocí internetu z práce a než přijde domů, prádlo má vyprané, kávovar uvaří kávu přesně v požadovaný čas, kdy uživatel vstává. Za tento nadstandard uživatel připlácí. V našem příkladu s myčkou by tento nadstandard stál cca 6 000 Kč, což je v rozmezí 20 let zanedbatelná částka vzhledem k přínosům, které spotřebič přináší.

Doporučení Náklady na provoz spotřebičů by se daly snížit tím, že by uživatel nekupoval speciální spotřebiče, které dokáží komunikovat se systémem iNELS, ale jakýkoliv jiný s menšími pořizovacími náklady. Tento přístroj by se zapojil do zásuvky, která je ovládána pomocí systému iNELS. Spotřebič by mohl fungovat jen v době, kdy systém zapne dotyčnou zásuvku, tedy v nastaveném nízkém tarifu elektrické energie. Nevýhodou tohoto způsobu je, že uživatel nemůže ovládat konkrétní přístroj na dálku. Musí k němu osobně přijít, zapnout a nastavit ho. Systém iNELS v tomto případě zajišťuje jen funkčnost zásuvky.

69

15. Efektivnost nekvantifikovatelných přínosů Přínosů z inteligentních systémů je celá řada. V předešlých kapitolách jsem je již blíže definoval. Abych byl schopen zhodnotit všechny přínosy/efekty, vytvořil jsem dotazník, který jsem rozeslal mezi uživatele inteligentních systémů. Viz Příloha 7 – Dotazník na efektivnost, na který odpovědělo 26 respondentů. Data dotazníku jsou k dispozici v Příloze 8 - Výsledky dotazníku. Výsledky dotazníků prezentuji a komentuji níže:

15.1. Důležitost přínosů inteligentní budovy Otázka: Seřaďte podle důležitosti uvedené přínosy inteligentní budovy. Cíl: Zjistit jaký přínos je pro uživatele nejdůležitější. Dotazující mohli každému přínosu přiřadit odpovídající váhu. Po sečtení všech vah jednotlivých přínosů vyšel tento graf:

Seřazení efektů inteligentních systémů podle důležitosti uživatele Úspory energií 13%

23%

Společné, intuitivní ovládání techniky

20%

Komfort a pohodlí 21% 21%

Zabezpečení objektu Zábava-využívání audiovizuální techniky

Graf 6 – seřazení efektů inteligentních systémů podle důležitosti uživatele

Z výsledných hodnot je patrné, že uživatelé považují za nejdůležitější přínos v úsporách energií, nejméně důležitým je pro ně přínos „Zábava-využívání audiovizuální techniky.“ Graf však zcela nevystihuje cíl otázky, protože součtem vah vznikají podobné průměrné hodnoty kolem 20 %. Pro názornější výsledky jsem tedy zvolil grafy sloupcové, kde se ptám na počet nejvyšších a nejnižších vah jednotlivých přínosů.

70

Graf 7 – přínos s nejvyšší prioritou pro uživatele

Graf 8 – přínos s nejmenší prioritou pro uživatele

Třetina dotázaných považuje úsporu energií za největší přínos inteligentních systémů. Zajímavým výsledkem jsou přínosy společného ovládání a komfortu, které výrazně převyšují zabezpečení objektu. Z výsledků vyplývá, že 9 uživatelů si inteligentní systém pořídilo především pro společné ovládání a 7 uživatelů především pro komfort a pohodlí. Tento výsledek je důležitý pro hodnocení efektivnosti inteligentního systému. Pouze třetina uživatelů má na prvním místě úspory. Polovinu uživatelů, však zajímá více přínos ze společného ovládání a komfortu, který z inteligentních systémů vyplývá. Nepořizují si ho tedy kvůli úsporám energií, ale především pro zvýšení komfortu bydlení. Přínosem s nejmenší prioritou uživatelů je „Zábava – využívání audiovizuální techniky.“

15.2. Důležitost úspor energií Otázka: Seřaďte podle důležitosti jednotlivé úspory energií v inteligentní budově. Cíl: Zjistit, jaké úspory energií považují uživatelé za nejpodstatnější.

Seřazení důležitosti úspor energií 22%

32%

Vytápění a ochlazování domu Ohřev teplé vody

20%

Osvětlení 26%

Graf 9 – důležitost úspor energií

71

Provoz spotřebičů (levnější tarify)

20 respondentů z 26 odpovědělo, že je pro ně nejdůležitější úspora na vytápění a ochlazování. 17 dotázaných uvedlo ohřev teplé vody na druhém místě. Osvětlení a provoz spotřebičů si rozdělilo střídavě 3. a 4. místo. Vzhledem k průměrné spotřebě domácností, viz kapitola 4.6 se tyto výsledky daly předpokládat.

15.3. Společné ovládání všech funkcí Otázka: Je pro Vás výhodné ovládat všechny funkce domu z jednoho místa/ovladače? Ohodnoťte o kolik horší/lepší je pro Vás tento způsob ovládání oproti běžnému. Cíl: Zjistit, zda je pro uživatele společné ovládání všech funkcí systému z jednoho místa výhodné nebo jim vyhovoval starý způsob ovládání všech prvků domu. Z celkové škály 10 bodů, kde 10 znamená největší spokojenost, odpovídali respondenti v průměru 8,5 body. Nejmenší spokojenost 6 a ve výsledcích se objevila jen dvakrát. Všichni uživatelé jsou tedy se společným ovládáním spokojeni.

15.4. Přehlednost společného ovládání Otázka: Jak moc je pro Vás tento způsob přehledný a intuitivní? Cíl: Zjistit, zda není ovládání složité. Tedy horší než běžná ovládání. Z celkové škály 10 bodů, kde 10 znamenala největší přehlednost, respondenti odpovídali v průměru 8,2 body. Nejnižší váha byla jen jednou 5, což by odpovídalo neutrálnímu výsledku. Uživatelé jsou tedy se způsobem ovládání spokojeni.

15.5. Automatické ovládání Otázka: Jak velkou váhu přikládáte tomu, že za Vás systém automaticky řídí některé funkce? Je to pro Vás velký přínos? Cíl: Zjistit, jak moc jsou užitečné automatické funkce inteligentního systému. Z celkové škály 10 bodů, kde 10 znamenala největší spokojenost, respondenti odpovídali v průměru 9 body. Nejnižší váha byla jen dvakrát 7 bodů. Uživatelé jsou s automatickými funkcemi velmi spokojeni.

72

15.6. Ovladače systému iNELS Otázka: Jaké používáte ovladače systému iNELS? Cíl: zjistit, které ovladače jsou v inteligentních systémech nejvíce využívány.

Nejčastěji používané ovladače systému iNELS Bezdrátový RF Touch 9

14

Dotykový panel zapuštěný do zdi TV pomocí programu iMM

15

18 5 8

5

Připojený PC PDA

11

GSM komunikátor / SMS Wifi zařízení (iPhone, iPAD, Smart Phone,...) Přes internet

Graf 10 – nejčastěji používané ovladače systému iNELS

Nejčastěji používaný ovladač pro ovládání je Wifi zařízení. Následuje dotykový panel a ovládání pomocí internetu.

15.7. Oblíbené ovladače Otázka: Jaký způsob ovládání Vám nejvíce vyhovuje? Cíl: Zjistit, jaký je nejoblíbenější typ ovládání. Nejoblíbenějším ovládáním se stalo Wi-Fi zařízení s 16 body. Dalším byl až dotykový panel se 4 body. Wifi zařízení je nejoblíbenější díky své jednoduchosti a praktičnosti. Zařízení (smart phone, iPAD, iPhone...) se vejde do kapsy a uživatel ho má většinou vždy u sebe. Není proto divu, že je tento způsob nejoblíbenější. Uživatel neztrácí čas přecházením k ovladači jednotlivých systémů v domě a vše může ovládat v místě, kde se zrovna nachází. Velmi se tím zvyšuje komfort uživatele.

73

15.8. Ovládání domu v nepřítomnosti Otázka: Využíváte ovládání domu pomocí internetu nebo telefonu v době Vaší nepřítomnosti? Jak často? Cíl: Zjistit, zda uživatelé využívají možnosti řízení domu v době jejich nepřítomnosti.

Četnost dálkového ovládání domu v době nepřítomnosti uživatele

4

1

1

3

nikdy

1-2x do měsíce 4

2-4x do měsíce 1-2x týdně

6

3

2-5x týdně denně

víckrát za den

Graf 11 – četnost dálkového ovládání domu v nepřítomnosti uživatele

Nejčastěji dálkové ovládání uživatelé využívají 2-5x týdně. Což je velká četnost využívání inteligentního systému.

15.9. Audiovizuální technologie Otázka: Využíváte audiovizuální technologie prostřednictvím systému iNELS? O kolik pohodlnější je podle Vás tento způsob oproti běžnému? Cíl: Zjistit, zda jsou uživatelé spokojení s integrovaným ovládáním audiovizuálních technologií v systému iNELS. Z celkové škály 10 bodů, kde 10 znamenala největší spokojenost, respondenti odpovídali v průměru 6,4. To rozhodně není velká váha. Někteří uživatelé dokonce hodnotili integrované audiovizuální technologie jen 2 či 3 body. Znamená to, že nejsou spokojení. Takové výsledky mohou být např., kvůli složitějšímu ovládání.

74

16. Závěr Inteligentní systémy řízení v domácnostech jsou efektivní. Spolu s výrobci inteligentních systémů řízení budov mohu s takovým závěrem souhlasit. Díky inteligentním systémům se prokazatelně zmenšují náklady na spotřebu energií. Dokazují to i mé výpočty, které jsem v rámci vzorového projektu vytvořil. Pro zjištění efektivnosti inteligentních systémů jsem si vybral vzorový dům, na kterém jsem uskutečnil výpočty. Vzorový projekt jsem nacenil a určil čisté investice do inteligentního systému, tzn., pouze cenu prvků, které jsou v domě použity navíc. Investice jsem porovnával s úsporami, které z inteligentních systémů plynou, a určil jsem efektivnost systému. Při výpočtech jsem bral v úvahu předpokládaný budoucí stav trhu, poruchovost systému a možnost jiné stejně rizikové investice. Vzhledem k přísně nastaveným parametrům vycházely záporné výpočty efektivnosti. K záporným výsledkům efektivnosti přispělo více faktorů. Vzorový projekt byl navrhován pro rodinu, která požadovala určitý komfort a vybrala si nadstandardní prvky, např., ovládání pomocí iMM serveru. Ten se odrazil i v pořizovacích nákladech inteligentního systému. Budova byla projektována s ohledem na minimální spotřebu tepla, tedy s vynikajícími tepelnými vlastnostmi. Při menší spotřebě energií se pochopitelně sníží i uspořená částka, kterou získáme díky inteligentnímu systému řízení. Když se uspořené částky sečtou v průběhu let životnosti systému, nedají nám tak velkou částku, která by pokryla vstupní investice do systému. Což je případ vzorového projektu. Dalším faktorem je zahrnutí poruchovosti systému do výpočtů. Každý rok se počítá s rezervami na opravy systému, proto předpokládám, že životnost systému neskončí 20 rokem, neboť prvky budou průběžně obnovovány. Jednotlivé prvky mají různou životnost, některé jsou skoro „nesmrtelné“. Předpokládám tedy, že po 20 letech nebude nutnost vyměnit celý systém a investovat stejně velké finanční prostředky jako při implementaci. Inteligentní systém nám tedy bude spořit dále i po uplynutí doby životnosti, s podmínkou menších nutných oprav. S rychlým vývojem tohoto odvětví také počítáme s tím, že se ceny za pořízení prvků budou stále snižovat, protože tyto technologie budou patřit ke standardu. Pokud jsem do výpočtů nezapočítával poruchovost systému, možnost investice do jiného subjektu a počítal s 30% úsporou, jak udává výrobce, vyšla doba návratnosti na 17 let a projekt vydělal na úsporách energií 147 550 Kč. Je patrné, že při nastavení jiných parametrů může čistá současná hodnota projektu vycházet kladná. Avšak při nastavování parametrů jde o individuální

75

priority, které se mohou, spotřebitel od spotřebitele, lišit. Jedním z výstupů práce je tabulka s výpočty, která automaticky vypočítává efektivnost, při dosazení základních parametrů. Vzhledem k tomu, že je inteligentní systém úzce propojen s alternativními zdroji, které byly využity i v mém projektu, počítal jsem i s variantou investice do inteligentního systému spojenou s alternativními zdroji. Doba návratnosti této varianty je až po 26 roce. Ovšem s výhledem do budoucnosti, kdy už nebudou tak velké investiční náklady jako při pořizování, s tímto systémem vyděláme během 40 let až 1 mil. Kč. Samozřejmě, že dnes nevíme, jak budou inteligentní systémy za 40 let vypadat a zda je pak nenahradí vyšší forma inteligence. Mezi další dva kvantifikovatelné přínosy patří úspora za osvětlení a provoz spotřebičů. Na každém z nich jsem provedl propočty na vzorovém domě či jeho části. U efektivnosti osvětlení jsem nejdříve vypočítal odhadovanou spotřebu jednotlivých typů dostupných žárovek. Poté jsem srovnal dvě nejlepší varianty, tedy LED osvětlení s kompaktními žárovkami. LED osvětlení má evidentně nejdelší dobu životnosti. Odhad životnosti LED osvětlení jsem propočítal na 24 let. U kompaktních zářivek to bylo pak pouze 7 let. Během doby životnosti LED žárovek se osvětlení vyplatí o cca 52 tis. Kč, i přesto, že LED žárovky jsou mnohonásobně dražší. Úspory osvětlení pomocí inteligentního systému řízení jsem předvedl na hypotetickém výpočtu stmívače v obývacím pokoji vzorového domu. Pomocí stmívání lze uspořit cca 55 % elektrické energie. Během životnosti systému se nám investice stmívače nevrátí o cca 600 Kč. To je zanedbatelná částka, která se určitě vrátí ve formě nekvantifikovaných přínosů, jako je zvýšení komfortu bydlení. Pokud budeme počítat s rychlejším růstem cen elektřiny kolem cca 9 % za rok, jak někteří prognostikové tvrdí, stmívací prvek by vydělal až 2 700 Kč. U spotřebičů jsem výpočty prováděl na myčce nádobí. Investice do spotřebiče se po dobu životnosti nevrátí. Důvodem je vysoká pořizovací cena inteligentních spotřebičů. Přínosy z inteligentních spotřebičů jsou především nekvantifikovatelné, zejména zvýšením komfortu bydlení. Za tento nadstandard by uživatel zaplatil cca 6 000 Kč za dvacet let, což je přijatelná suma za cenu nekvantifikovatelných přínosů. Abych mohl lépe ohodnotit nekvantifikovatelné přínosy, vytvořil jsem dotazník, který byl rozeslán zákazníkům, kteří systém iNELS využívají. Z dotazníků vyplynul závěr, že si uživatele nepořizují inteligentní systém jen kvůli úsporám energií, ale především pro větší komfort a společné ovládání systému. Jen třetina dotázaných dala hlavní prioritu úsporu energií. Polovina dotázaných zvolila na první místo komfort a společné ovládání. Z tohoto výsledku je zřejmé, že pro uživatele je větší přínos inteligentních systémů z komfortu bydlení. Pokud tedy vycházely některé doby návratnosti investic záporně, pak tyto nekvantifikovatelné přínosy lehce

76

vyrovnají nedostatky kvantifikovatelných přínosů. Posuzovat, zda je inteligentní systém efektivní, je tedy velice subjektivní, neboť každý uživatel považuje za více či méně efektivní jiné přínosy. Efektivnost inteligentních systémů domácností lze tedy velice těžko spočítat. Přínos práce je pouze vodítkem k ohodnocení efektů jednotlivých přínosů inteligentního systému. Pomocí projektu s postupy a tabulkami může každý realizovat svůj vlastní projekt, který bude počítat jen s těmi parametry, které on sám považuje za nutné. Nezanedbatelným a neopominutelným přínosem inteligentních systémů jsou také ekologické aspekty. Pomocí inteligentních systémů klesá spotřeba energie budovy, tím šetří klima a životní prostředí. Závěrem předpokládám, že střednědobý horizont rozvoje Inteligentních systémů, bude rychlejší, než tomu bylo doposud. Dokládá to i jejich současný rozvoj a vzrůstající zájem odborné i laické veřejnosti o budoucnost Inteligentních domů. V dlouhodobém horizontu se inteligentní domácnosti stanou běžnou realitou. Do té doby je proto možné používat aktualizované vzorové projekty pro plánování inteligentních domů ve vazbě na informační a komunikační technologie. Jsem proto přesvědčen, že můj příspěvek k tématu je správný a opodstatněný.

77

Terminologický slovník Termín

Zkratka

Intelligent building Kardinalistická teorie Ordinalistická teorie Return of Investment

ROI

European Installation Bus Assotiation

EIBA

Konnex

KNX

Engeneering Tool Software

ETS

Local Operating Network CashFlow

WiFi

Smart Grid Transceiver

Význam [zdroj] Budovy, které obsahují nejlepší dostupné koncepce, materiály, systémy a technologie sjednocené do integrovaného řízení jednotlivých funkčních celků, které vytvářející pro uživatele efektivní prostředí a provoz s cílem minimalizovat spotřebu energií a provozních nákladů. (13) teorie užitku, která vychází z předpokladu přímé měřitelnosti užitku, tj. jeho kardinální škály (20) teorie užitku, která vychází z předpokladu nemožnosti přímé měřitelnosti užitku, připouští pouze jeho uspořádání, tj. ordinální škálu (20) Návratnost investic. Jako ROI (někdy též ROI index) označujeme poměr vydělaných peněz k penězům investovaným. ROI tedy udává výnos v procentech z utracené částky. (20) Nezávislá certifikační a koordinační asociace sdružující všechny výrobce instalačních sběrnic, protokolů a produktů, které se jich týkají. (39) Asociace KNX sdružuje tři dosud používané technologie komunikačních sběrnic – EIB, BatiBUS a EHS. Vytvořila základ evropské normy EN 090. (43)

Konfigurační software, který je společný pro většinu produktů, které vyhovují požadavkům normy EN 50 090, bez ohledu na dodavatele či výrobce produktu. (43) Průmyslová komunikační síťová platforma (nebo také komunikační sběrnice) vyvinutá v letech 1989 až 1992 firmou LonWorks Echelon Corporation ve spolupráci s firmami Toshiba a Motorola. (45) Peněžní tok. Příjem nebo výdej peněžních prostředků. Peněžní tok CF za určité období představuje tedy rozdíl mezi příjmy a výdaji peněžních prostředků za toto období. (66) Označení pro několik standardů IEEE 802.11 popisujících bezdrátovou komunikaci v počítačových sítích. Využívá bezlicenčního frekvenčního pásma, proto je ideální pro budování levné, ale výkonné sítě bez nutnosti pokládky kabelů. (67) Silové elektrické a komunikační sítě, které umožňují regulovat výrobu a spotřebu elektrické energie v reálném čase, jak v místním, tak v globálním měřítku. (28) Síťový prvek, který umožňuje překlad toku informací z jednoho typu sítě na typ jiný. (68)

78

Seznam obrázků Obrázek 1 – energetický štítek (27) .............................................................................................................................. 20 Obrázek 2 – ukázka energetického štítku budovy (37)...................................................................................... 23 Obrázek 3 – klasická elektroinstalace (39) ................................................................................................................ 24 Obrázek 4 – inteligentní elektroinstalace (39) ........................................................................................................ 26 Obrázek 5 – zapojení elektroinstalací (39) ................................................................................................................ 27 Obrázek 6 - struktura sítě rozdělená adresací na zóny (area) (44) .............................................................. 31 Obrázek 7 – zapojení centrální jednotky CU2-01M (56) .................................................................................... 38 Obrázek 8 – cyklus PLC (57) .............................................................................................................................................. 38 Obrázek 9 – topologie CIB sběrnice s aplikací na systém iNELS (56) .......................................................... 39 Obrázek 10 – rozšiřující modul CIB (56)..................................................................................................................... 40 Obrázek 11 – vstupní část s garáží (1) ......................................................................................................................... 42 Obrázek 12 – obytná část (1) ............................................................................................................................................ 42 Obrázek 13 – výpočet tepelných ztrát pro místnost 1.03 pomocí programu Stavební fyzika (1) 44 Obrázek 14 – celkové tepelné ztráty objektu (1) .................................................................................................... 45 Obrázek 15 – schéma regulace vytápěného systému (1) ................................................................................... 48

Seznam tabulek Tabulka 1 – prostup tepla domu (33) ........................................................................................................................... 22 Tabulka 2 – přenosová média KNX (42)...................................................................................................................... 31 Tabulka 3 – popis jednotlivých místností (1) ........................................................................................................... 41 Tabulka 4 – návrh osvětlení v jednotlivých místnostech – aktory a ovládací prvky (1) .................... 50 Tabulka 5 – rozložení termopohonů podle druhu vytápění a jejich ovládací prvky (1) .................... 51 Tabulka 6 – cenové ohodnocení inteligentního systému ................................................................................... 53 Tabulka 7 – vlastnosti jednotlivých typů žárovek .................................................................................................. 64 Tabulka 8 – spotřeba a náklady stmívacího systému ........................................................................................... 66 Tabulka 9 – cena elektrické energie sazby D 25d................................................................................................... 68

79

Seznam grafů Graf 1 - rozdělení spotřeby energie v domácnostech ČR (26) ......................................................................... 18 Graf 2 - porovnání elektroinstalací (39) ...................................................................................................................... 26 Graf 3 - vývoj prodeje firmy ELKO EP v zahraničí (47) ....................................................................................... 36 Graf 4 – spotřeba a úspora pro vytápění a ohřev TUV projektu Bystrovany (61) ................................ 57 Graf 5 – úspora energie versus spotřeba energie jednotlivých typů osvětlení ....................................... 65 Graf 6 – seřazení efektů inteligentních systémů podle důležitosti uživatele ........................................... 70 Graf 7 – přínos s nejvyšší prioritou pro uživatele .................................................................................................. 71 Graf 8 – přínos s nejmenší prioritou pro uživatele ................................................................................................ 71 Graf 9 – důležitost úspor energií ..................................................................................................................................... 71 Graf 10 – nejčastěji používané ovladače systému iNELS .................................................................................... 73 Graf 11 – četnost dálkového ovládání domu v nepřítomnosti uživatele .................................................... 74

Seznam příloh Přílohy se nacházejí na přiloženém CD. Příloha 1 – Cena IS.xlsx Příloha 2 - Pudorys_SVETLA.dwg Příloha 3 - Pudorys_ZASUVKY.dwg Příloha 4 - Cena energií.xlsx Příloha 5 - NPV, IRR a PP.xlsx Příloha 6 - Osvětlení.xlsx Příloha 7 - Dotazník na efektivnost.docx Příloha 8 - Výsledky dotazníku.xlsx

80

Citovaná literatura 1. Mahdal, Václav. Integrovaný systém v budově - Inteligentní rodinný dům - Řídicí systém iNELS. Zlín : Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně - Fakulta aplikované informatiky, 2012. 2. Honsa, Petr. Inteligentní sítě – chytré měření. Praha : ČVUT Fakulta elektrotechnická, Katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd, 2011. 3. Pluhař, Jan. Inteligentní systémy obytných prostor. Praha : ČVUT Fakulta elektrotechnická, Katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd, 2010. 4. Filip, Eduard. Řízení inteligentního domu. Praha : ČVUT - Fakulta elektrotechnická, Katedra řídicí techniky, 2010. 5. Kučerová, Hana. Inteligentní budovy. Praha : ČVUT - Fakulta elektrotechnická, Katedra telekomunikační techniky, 2011. 6. Jorda, Martin. EKONOMICKÁ EFEKTIVNOST SYSTÉMOVÉ ELEKTROINSTALACE. Brno : VYSOKÉ UCENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ, FAKULTA ELEKTROTECHNIKY, 2009. 7. Zavadil, Stanislav. Využití inteligentního systému INELS v BP. Zlín : Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2010. 8. Harnych, Jan. Analýza spotřeby energie v domácnostech ČR. Praha : ČVUT - Fakulta elektrotechnická, Katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd, 2011. 9. Loo, Ler Eng. Intelligent Building Automation System. místo neznámé : University of Southern Queensland, Faculty of Engineering and Surveying, 2006. 10. Himanen, Mervi. The Intelligence of Intelligent Buildings. místo neznámé : ESPOO, VTT Publications 492, 2003. 11. JOHNSONS CONTROL, INTERNATIONAL, s.r.o. TZB-info. Inteligentní budova (I). [Online] 4. 10 2002. [Citace: 23. 4 2012.] http://www.tzb-info.cz/1143-inteligentni-budova-i. 12. smart accelerate. www.ibuilding.gr. [Online] 29. 1 2005. [Citace: 2012. 4 23.] http://www.ibuilding.gr/definitions.html. 13. Kabele, Karel. asb-portal.cz. Vnitřní prostředí inteligentních budov. [Online] 14. 12 2007. [Citace: 24. 4 2012.] http://www.asb-portal.cz/tzb/osvetleni-a-elektroinstalace/vnitrniprostredi-inteligentnich-budov-42.html.

81

14. Česká televize. Přidej se - Pasivní domy. [video] 2011. http://www.ceskatelevize.cz/ivysilani/1129337346-pridej-se/211562248410022/. 15. Janata, Michal. www.asb-portal.cz. Inteligentní budova - stavební chameleón? [Online] 14. 12 2007. [Citace: 26. 4 2012.] http://www.asb-portal.cz/nazory/inteligentni-budova-stavebnichameleon-48.html. 16. Valeš, Miroslav. Inteligentní dům. 2. vydání. Brno : ERA group spol. s.r.o., 2008. str. 122. 97880-7366-137-3. 17. Jaromír Kyller, Jiří Stýskalík. Inteligentní elektroinstalace budov - systém INELS, Kompletní průvodce. [Online] [Citace: 24. 4 2012.] http://web.tuke.sk/lfkltp/Ucitelia/Moucha%20Vaclav/SENIO/SENIO%20podklady/Inteligentn%FD%20dom%20IN EL/INELS_manual_tisk_knizka_01.pdf. 18. Kunc, Josef. Elektrika.cz. ABB EPJ: Systémové instalace (1.),(2.). [Online] 9-15. 11 2005. [Citace: 25. 4 2012.] http://elektrika.cz/data/clanky/clanek.2005-0927.1550125621/view?searchterm=syst%C3%A9mov%C3%A9%20instalace. 19. Aware Home Homepage — Aware Home Research Initiative at Georgia Tech. [Online] 2012. [Citace: 28. 4 2012.] http://awarehome.imtc.gatech.edu/. 20. Molnár, Zdeněk. Efektivnost informačních systémů - druhé, rozšířené vydání. Praha : Grada Publishing, spol. s.r.o., 2001. str. 180. ISBN 80-247-0087-5. 21. L. Vodáček, A. Rosický. Informační management. Poslání, pojetí a aplikace. Praha : Management Press, 1997. ISBN 8085943352. 22. Molnár, Zdeněk. Moderní metody řízení informačních systémů. Praha : Grada Publishing, 1992. ISBN 8085623072. 23. Vysoká škola ekonomická - Centrum informačních a knihovnických služeb . 3E efektivnost, hospodárnost, účelnost . Ptejte se knihovny. [Online] 11. 4 2012. [Citace: 8. 11 2012.] http://www.ptejteseknihovny.cz/uloziste/aba006/3e-efektivnost-hospodarnost-ucelnost. 24. Rosenvaldová, Monika. Teorie užitku. [Dokument Word] 2007. 25. Užitek. Wikipedie - Otevřená encyklopedie. [Online] 27. 6 2012. [Citace: 8. 11 2012.] http://cs.wikipedia.org/wiki/U%C5%BEitek.

82

26. www.energyweb.cz. Energie v domácnosti. [Online] 2006. [Citace: 29. duben 2012.] http://www.energyweb.cz/web/index.php?display_page=2&subitem=1&ee_chapter=6.3.2. 27. Karel Murtinger a tým ECÈB. www.eccb.cz. [Online] 2008. [Citace: 29. 4 2012.] http://www.eccb.cz/fotos/_c_229uspory_elektriny_v_domacnosti_web.pdf. 28. Wood, G. Newborough, M. Energy and Buildings. Dynamic energy-consumption indicators for domestic appliances: environment, behaviour and design. září 2008. stránky 821-845. 29. ČEZ, a.s. www.futuremotion.cz. [Online] 2012. [Citace: 29. duben 2012.] http://www.futuremotion.cz/smartgrids/cs/index.html. 30. (brk). technik.ihned.cz. [Online] 1. 6 2009. [Citace: 29. 4 2012.] http://technik.ihned.cz/c137282380-energeticka-budoucnost-virtualni-elektrarny-a-inteligentni-site. 31. http://www.nizkoenergetickeapasivnidomy.cz. nízkoenergetické a pasivní domy.cz. [Online] 2009. [Citace: 12. září 2012.] http://www.nizkoenergetickeapasivnidomy.cz/index.php?text=energeticky-usporny-dum. 32. AWIK House Production, s.r.o. www.awik.cz. AWIK nízkoenergetické dřevostavby a pasivní domy. [Online] říjen 2012. [Citace: 3. říjen 2012.] http://www.awik.cz/nizkoenergeticke-stavby. 33. ČSN 73 0540-2. Tepelná ochrana budov - Požadavky. Praha : Český normalizační institut, 2011. 34. Tywoniak, Jan. Pasivní a nulové budovy na společné cestě. [Online] Fakulta stavební, České vysoké učení technické v Praze, 14. 11 2011. [Citace: 4. 10 2012.] http://stavba.tzbinfo.cz/smernice-2010-31-eu/8029-pasivni-a-nulove-budovy-na-spolecne-ceste. 35. ENERGOPLAN s.r.o. Co je to průkaz energetické náročnosti budovy. http://www.energoplan.cz. [Online] [Citace: 4. 10 2012.] http://www.energoplan.cz/stranky/coje-dobre-vedet/co-je-to-prukaz-energeticke-narocnosti-budovy.htm. 36. —. Co je to energetický štítek budovy. http://www.energoplan.cz. [Online] [Citace: 4. 10 2012.] http://www.energoplan.cz/stranky/co-je-dobre-vedet/co-je-to-energeticky-stitekbudovy.htm. 37. Novotný, Radek. PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY. [Dokument PDF] 38. Josef Kopecký, Zdeňka Trachtová. Domy budou muset mít energetické štítky, i přes prezidentovo veto. http://ekonomika.idnes.cz. [Online] 19. září 2012. [Citace: 4. říjen 2012.]

83

http://ekonomika.idnes.cz/jednani-snemovny-o-energetickych-stitcich-na-budovach-ppm/ekonomika.aspx?c=A120919_113918_ekonomika_kop. 39. Miroslav Haluza, Jan Macháček. Klasická versus inteligentní elektroinstalace. tzb-info.cz. [Online] [Citace: 10. 10 2012.] http://elektro.tzb-info.cz/domovni-elektroinstalace/7842klasicka-versus-inteligentni-elektroinstalace. 40. Stýskalík, Jiří. Inteligentní instalace budov INELS : Instalační příručka. Holešov-Všetuly : autor neznámý, 2009. 1. vyd. 41. Vaňuš, Jan. http://fei1.vsb.cz. Systémová technika budov a bytů. [Online] leden 2003. [Citace: 14. říjen 2012.] http://fei1.vsb.cz/kat420/vyuka/TZB/systemova%20technika%20budov.pdf. 42. J. Kunc, K. Toman. Systémová technika budov Elektroinstalace podle standardu EIB. Praha : FCC Public, 1998. 43. Zálešák, Martin. Řízení systémů tvorby prostředí - součást integrovaných řídicích systémů budov (II). tzb-info.cz. [Online] 19. 11 2007. http://www.tzb-info.cz/4483-rizeni-systemutvorby-prostredi-soucast-integrovanych-ridicich-systemu-budov-ii. 44. Vojáček, Antonín. Sběrnice KNX pro řízení budov - 1.část. Automatizace.hw.cz. [Online] 10. 5 2006. [Citace: 20. 10 2012.] 45. —. Sběrnice LonWorks - 2.část - LonTalk protokol. Automatizace.hw.cz. [Online] 11. 4 2005. [Citace: 20. 10 2012.] http://automatizace.hw.cz/clanek/2005041101. 46. ELKO EP, s.r.o. iNELS v praxi. 2012. 47. —. News 2012 - Magazín společnosti ELKO EP, s.r.o. Tiskové materiály. [Online] 2 2012. [Citace: 11. 1 2012.] http://www.elkoep.cz/downloads/promotion_materials/NEWS_2012_01.pdf. 48. ABB, s.r.o. Vítejte v ABB. ABB v České republice. [Online] 2012. [Citace: 8. 10 2012.] http://www.abb.cz/cawp/czabb014/49db58a47c2d18d4c1257598004151b4.aspx?v=C82&left db=GLOBAL/CZABB/czabb014.NSF&e=cz&leftmi=cc70b0fdf470bdbcc1256a850029b508. 49. —. Inteligentní elektroinstalace ABB i-bus® KNX . [Online] 2012. [Citace: 8. 10 2012.] http://www.abb.com/product/cz/9AAC111724.aspx. 50. Tecomat.cz. O nás. Ovládej svůj dům. [Online] 2011. [Citace: 1. 11 2012.] http://www.ovladejsvujdum.cz/o-nas-kdo-jsme/.

84

51. Eaton Elektrotechnika s.r.o. O společnosti Eaton Elektrotechnika. http://www.moellercz.com. [Online] 2012. [Citace: 2. 11 2012.] http://www.moeller-cz.com/onas. 52. Schneider electric, a.s. O nás. http://www.schneider-electric.cz. [Online] 2012. [Citace: 2. 11 2012.] http://www.schneider-electric.cz/sites/czechrepublic/cz/spolecnost/profil/historie/historie-schneider-electric.page. 53. Kunc, Josef. ABB: KNX/EIB Příklady sběrnicových systémů. elektrika.cz. [Online] 18. 9 2008. [Citace: 2. 11 2012.] http://elektrika.cz/data/clanky/abb-systemove-elektricke-instalace-knxeib-2013-3-cast/view. 54. ELKO EP, s.r.o. iNELS - Inteligentní a komfortní elektroinstalace, Technický katalog. [Online] 3 2012. [Citace: 6. 11 2012.] http://www.elkoep.cz/downloads/promotion_materials/iNELS_SHS_02.pdf. 55. ELKO EP, s.r.o. iNELS RF Control - systém bezdrátového ovládání, Technický katalog. [Online] 3 2012. [Citace: 6. 11 2012.] http://www.elkoep.cz/downloads/promotion_materials/iNELS_RF_Control_04.pdf. 56. ELKO EP, s.r.o. Jednotky systému iNELS. iNELS.cz. [Online] 2012. [Citace: 6.. 11 2012.] http://inels.cz/index.php?sekce=produkty&akce=show&id=56. 57. Klaban, Jaromír. iNELS a sběrnice CIB - moderní systém inteligentní elektroinstalace. Automa. [Online] 12 2008. [Citace: 6. 11 2012.] http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=38218. 58. LOKALITA A OKRAJOVÉ PODMÍNKY. Heista VIVID. [Online] 2008. [Citace: 20. 11 2012.] http://hestia.energetika.cz/encyklopedie/11.htm. 59. Šuba, Josef. Elektroinstalace pro byty, rodinné domy, novostavby. ELEKTROMONTÁŽE ŠUBA. [Online] 2010. [Citace: 21. 11 2012.] http://elsuboj.webnode.cz/cenik/cenik-elektroinstalace/. 60. Skupina ČEZ. Ceník elektřiny skupiny ČEZ. www.cez.cz. [Online] 1. 1 2012. [Citace: 21. 11 2012.] http://www.cez.cz/edee/content/file/produkty-a-sluzby/obcane-adomacnosti/cez_cz_ele_cenikmoo_2012_web.pdf. 61. Nitsche, Jiří. Nová cesta k energeticky úsporným domům. tzb-info.cz. [Online] 6. 12 2001. [Citace: 22. 11 2012.] http://www.tzb-info.cz/797-nova-cesta-k-energeticky-uspornym-domum. 62. tzb-info.cz. Přehled cen zemního plynu. [Online] 1. 1 2012. [Citace: 22. 11 2012.] http://www.tzb-info.cz/prehled-cen-zemniho-plynu.

85

63. Zikmund, Martin. Hodnocení investic: Čistá současná hodnota (NPV) stručně a jasně . BussinessVize. [Online] 5. 8 2010. [Citace: 23. 11 2012.] http://www.businessvize.cz/rizeni-aoptimalizace/hodnoceni-investic-cista-soucasna-hodnota-npv-strucne-a-jasne. 64. —. Hodnocení investic: Vnitřní výnosové procento (IRR) . BusinessVize. [Online] 9. 11 2010. [Citace: 23. 11 2012.] http://www.businessvize.cz/rizeni-a-optimalizace/hodnoceni-investicvnitrni-vynosove-procento-irr. 65. Program DUET PLUS. unicreditbank.cz. [Online] UniCredit Bank, 2012. [Citace: 23. 11 2012.] http://www.unicreditbank.cz/web/obcane/vklady-a-investice/program-duet-plus. 66. Peněžní tok. [Online] 5. 9 2012. [Citace: 8. 12 2012.] http://cs.wikipedia.org/wiki/Pen%C4%9B%C5%BEn%C3%AD_tok. 67. Wi-Fi. [Online] 12. 11 2012. [Citace: 8. 12 2012.] http://cs.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi. 68. Hovora, Jiří. Úsporné žárovky dokáží plně nahradit klasické, stačí se v nich vyznat. měšec.cz. [Online] 15. 12 2010. [Citace: 26. 12 2012.] http://www.mesec.cz/clanky/usporne-zarovkydokazi-plne-nahradit-klasicke-staci-se-v-nich-vyznat/.

86