Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение

Умный дом (англ. smart house МФА:, также англ. intelligent building) -- жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток (ночью комфортная температура меньше).

Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

История

умный дом автоматизация управление

В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов -- например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом».

Умный дом в России и Европе

Основное различие в системах видится скорее в их конкретном предназначении и в подходе реализации.

В Европе:

Предназначение: прежде всего энергосбережение и только потом комфорт

Подход: максимальная унификация

Установка: в Европе проекты автоматизации частных домов и квартир готовит сам разработчик и производитель систем, установкой занимаются обычные, но квалифицированные монтажники, работающие строго по схеме.

В России:

Предназначение: комфорт и имидж (для высокобюджетных проектов); простейшая охранно-пожарная сигнализация, иногда с функцией GSM-оповещения (для минимальных бюджетов).

Подход: строго индивидуальный.

Установка: установкой занимаются специалисты. Как правило, они работают со многими производителями систем автоматизации, это позволяет подбирать систему оптимально для решения поставленных задач. Эти же специалисты занимаются проектированием, продажей, монтажом, запуском и в дальнейшем обслуживанием клиентов построенного умного дома.

В настоящее время ситуация изменилась, появились российские разработки высокотехнологичных систем и интеллектуальных приборов, по цене и надежности ориентированные на использование именно в России.

По оценкам аналитиков рынок умного дома активно развивается. К 2020 году общий объём мирового рынка достигнет $51.77 млрд. В период с 2013 по 2020 года среднегодовые темпы роста рынка будут на уровне 17.74%.

Объёмы российского рынка значительно скромнее. В 2012 году объём рынка у нас в стране превысил 56 млн евро или 2, 3 млрд рублей. В 2013 году по предварительным оценкам рынок вырос на 30% - до 65 млн евро или почти 3 млрд рублей. К 2017 году его общий объём может достигнуть 176 млн евро или 7, 9 млрд рублей.

Технологии

Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию следующих систем в единую систему управления зданием:

· Системы управления и связи;

· Система отопления, вентиляции и кондиционирования;

· Система освещения;

· Система электропитания здания;

· Система безопасности и мониторинга.

Система управления

Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум

Удалённое управление электроприборами, приводами механизмов и всеми системами автоматизации. Электронные бытовые приборы в умном доме могут быть объединены в домашнюю Universal Plug'n'Play -- сеть с возможностью выхода в сети общего пользования.

Механизация здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)

Система связи

Сюда относятся телефонная связь и локальная сеть здания. Существует несколько платформ и протоколов, с помощью которых связываются подсистемы умного дома:

LanDrive -- наиболее доступная на сегодняшний день платформа для построения шинных распределённых систем управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и протечек воды. Также возможно управление аудио- и видеотехникой, домашними кинотеатрами, жалюзи, рольставнями, шторами, воротами, насосами, двигателями. В основном ориентирована на применение в составе «умного дома», но в последнее время всё чаще применяется в системах учёта и сбережения энергоресурсов, контроля доступа, охранно-пожарных системах.

Larnitech - имеет распределенную логику системы для автоматизации техники, дома, офиса, гостиницы, ресторана, производства, зданий, сооружений, возможность реализации по беспроводным технологиям так и по проводному протоколу Controller Area Network.

TELETASK (шина/протокол AUTOBUS) - система домашней автоматизации для зданий и помещений, где человек находится продолжительное время (квартира, коттедж, офис, гостиница и т. д.)

EIB/KNX (European Installation Bus -- «Европейская инсталляционная шина»).

Smart-bus - бюджетные распределённые системы Умного дома. Открытый протокол на основе RS-485 интерфейса, разработанный и запатентованный международной корпорацией Smart Home Group.

LON (LonWorks)

Helvar -- для систем управления освещением использует протокол DALI и DSI.

X10 -- протокол управления электроприборами. Сигнал передается по электрическим проводам либо в радиодиапазоне. Недостатки -- низкие скорость передачи информации и помехозащищённость, проблема ложного срабатывания, отсутствие обратной связи приёмника с передатчиком, возможны конфликты устройств X10 разных производителей и несанкционированный доступ к устройствам X10 по электросети.

Z-Wave -- запатентованный беспроводный протокол связи, разработанный для домашней автоматизации, в частности для контроля и управления на жилых и коммерческих объектах. Технология использует маломощные и миниатюрные радиочастотные модули, которые встраиваются в бытовую электронику и различные устройства, такие, как освещение, отопление, контроль доступа, развлекательные системы и бытовую технику.

ONE-NET -- открытый протокол беспроводной сети передачи данных, разработанный для целей автоматизации зданий и управления распределёнными объектами.

1-Wire -- технология, которая позволяет связать многие датчики и приборы в одну сеть, управление в которой на себя берёт персональный компьютер. Для передачи данных в такой сети используется всего один провод. Отличается дешевизной и простотой установки. Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.

Система отопления, вентиляции и кондиционирования

Система отопления, вентиляции и кондиционирования (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) обеспечивает регуляцию температуры, влажности и поступление свежего воздуха. Кроме этого, HVAC экономит энергию за счет рационального использования температуры среды. Некоторые подсистемы:

· управляемый через сеть кондиционер

· механизмы автоматического открытия/закрытия окон для поступления холодного или теплого воздуха в подходящее время суток

Система освещения

Система освещения (Lighting control systems, LCS) контролирует уровень освещенности в помещении, в том числе для экономии электроэнергии за счет рационального использования естественного освещения. Некоторые подсистемы:

· автоматика для включения/выключения света в заданное время суток

· датчики движения для включения света только тогда, когда в помещении кто-то находится

· автоматика для открытия/закрытия ставней, жалюзи, для регулировки прозрачности специальных оконных стекол.

Система электропитания здания

Системы электропитания обеспечивают бесперебойное питание, в том числе за счет автоматического переключения на альтернативные источники электропитания. Некоторые подсистемы:

· Автоматический ввод резерва

· промышленные ИБП

· дизель-генераторы

Система безопасности и мониторинга

В систему безопасности и мониторинга входят следующие подсистемы:

· система видеонаблюдения;

· система контроля доступа в помещения;

· Охранно-пожарная сигнализация (в том числе контроль утечек газа);

· Телеметрия -- удалённое слежение за системами;

· Система защиты от протечек -- автоматическая блокировка водоснабжения при протечке и заливе помещения. Состоит из контролирующего устройства, специальных кранов и датчиков, детектирующих затопление (Аквасторож, Neptun, Гидролок и другие);

· GSM-мониторинг -- удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон. В некоторых системах при этом можно получать голосовые инструкции по планируемым управляющим воздействиям, а также голосовые отчёты по результатам выполнения действий;

· IP-мониторинг объекта.

· Имитация присутствия

Пассивный дом

Так как первоначальная и основная цель умного дома - экономия ресурсов, мы не можем пройти мимо такой важной темы как Пассивный дом. К тому же, большинство новых домов - пассивные, а системы умного дома устанавливают только в новые дома. Задачи пассивного дома примерно те же, что и у умного дома.

Пассивный дом (нем. Passivhaus, англ. passive house) -- сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление -- в среднем около 10 % от удельной энергии на единицу объёма, потребляемой большинством современных зданий. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.

В условиях роста цен на электричество и тепло, остро стоит вопрос эксплуатационных затрат на жилье. Показателем энергоэффективности объекта служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/мІ) в год или в отопительный период. В среднем составляет 100--120 кВт·ч/мІ. Энергосберегающим считается здание, где этот показатель ниже 40 кВт·ч/м. Для европейских стран этот показатель ещё ниже -- порядка 10 кВт·ч/мІ.

Достигается снижение потребления энергии в первую очередь за счет уменьшения теплопотерь здания.

Иногда определение «пассивный дом» путают с системой «умный дом», одной из задач которой является обеспечение контроля энергопотребления здания. Также отличается система «активного дома», которая помимо того, что мало тратит энергии, ещё и сама вырабатывает её столько, что может не только обеспечивать себя, но и отдавать в центральную сеть (дом с положительным энергобалансом).

Основные принципы и отличия, которые делают дом пассивным:

· Конструкция

· Теплоизоляция

· Окна

· Регулирование микроклимата

· Вентиляция

· Освещение

· Стоимость

Интересный факт о стоимости:

В настоящее время стоимость постройки энергосберегающего дома примерно на 8-10 % больше средних показателей для обычного здания. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет. При этом нет необходимости прокладывать внутри здания трубы водяного отопления, строить котельные, ёмкости для хранения топлива и т. д.

Стандарты

В Европе существует следующая классификация зданий в зависимости от их уровня энергопотребления:

· «Старое здание» (здания построенные до 1970-х годов) -- они требуют для своего отопления около трехсот киловатт-часов на квадратный метр в год: 300 кВт·ч/мІгод.

· «Новое здание» (которые строились с 1970-х до 2000 года) -- не более 150 кВт·ч/мІгод.

· «Дом низкого потребления энергии» (с 2002 года в Европе не разрешено строительство домов более низкого стандарта) -- не более 60 кВт·ч/мІгод.

· «Пассивный дом» -- не более 15 кВт·ч/мІгод.

· «Дом нулевой энергии» (здание, архитектурно имеющее тот же стандарт, что и пассивный дом, но инженерно оснащенное таким образом, чтобы потреблять исключительно только ту энергию, которую само и вырабатывает) -- 0 кВт·ч/мІгод.

· «Дом плюс энергии» или «активный дом» (здание, которое с помощью установленного на нём инженерного оборудования: солнечных батарей, коллекторов, тепловых насосов, рекуператоров, грунтовых теплообменников и т. п. вырабатывало бы больше энергии, чем само потребляло).

Активный дом (англ. active house, energy plus house), также дом с положительным энергобалансом, дом по стандарту «энергия плюс» представляет собой здание, которое производит энергии для собственных нужд более, чем в достаточном количестве. Общий годовой объем энергопотребления является положительным в отличие от дома с низким энергопотреблением.

Распространение

Во всём мире к 2006 году построено более 6000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе.

В России и странах СНГ

В России энергопотребление в домах составляет 400--600 кВт·ч/год на квадратный метр. Этот показатель предполагают снизить к 2020 году на 45 %.

В Москве уже построено несколько экспериментальных зданий с использованием технологии пассивного дома. Демонстрационный проект такого дома также построен под Петербургом. Начато строительство первого посёлка пассивных домов под Санкт-Петербургом.

В Нижнем Новгороде построен демонстрационный пассивный дом с использованием солнечных коллекторов, теплового насоса, вертикальных ветрогенераторов, системы воздухообмена срекуперацией.

Вывод

Время неотвратимо идёт вперед, и не важно - хотим мы или нет, но умные технологии незаметно пробираются в нашу жизнь. Умный дом - это наше будущее. С каждым годом технологии становятся дешевле и доступнее, а вскоре большинство новых домов уже будет оснащено теми устройствами, что сейчас делают наш дом умным. Но к тому времени эти технологии уже не будут считаться умными. Ведь не с проста есть поговорка про технологии: “Чтобы оставаться на месте - нужно постоянно изучать что то новое и двигаться вперед”.

Размещено на Allbest.ru