Intelligens épületek energetikai kérdései automatikai szemmel

Szakmai vagy magánbeszélgetésben is gyakran emlegetjük az intelligens épületeket. A tapasztalat szerint könnyen osztogatjuk az „okos” vagy „intelligens” minősítést, mert ma ez a „trendi” az okos ház, okos termosztát, okos tégla és okos hűtőszekrény tényleges „tudásától” függetlenül. Vizsgáljuk meg, hogy kissé megfontoltabban fogalmazva milyen épületet nevezhetünk „okosnak” vagy „intelligensnek”.

A szakirodalmi megfogalmazás szerint intelligens épületnek nevezhetjük azokat az épületeket, amelyek emberi beavatkozás nélkül, vagy csak minimális beavatkozással képesek ellátni feladataikat. A bátrabbak még hozzáteszik, hogy „a lehető legmagasabb komfortérzetet biztosítva”. Mivel a „komfortérzet” maga is igen összetett fogalom, amelynek komponenseiről az épület különféle – egymással kapcsolatban álló, egymásra hatással levő – alrendszerei gondoskodnak, ezek összehangolt együttműködése nélkül nem létezik intelligens, gazdaságosan működtethető és környezetbarát épület.

Az automatizálás fejlődése 

Az épületautomatizálás törzsfejlődését az ábra mutatja, amelyen azt láthatjuk, hogy csupán 50 év alatt, alig néhány generációváltással jutottunk el az első automatikai rendszerek telepítésétől a „dolgok internetéig” (Internet of Things, IoT).
A 2000-es évek elején jelent meg a hazai automatizálásban is a webtechnológia és az elmúlt évek során egyre nagyobb hangsúlyt kaptak az internetalapú rendszerek, egészen a felhős megoldásokig. Napjainkban nem ritkán már a korszerű adatátviteli megoldások alkalmazását is elegendőnek tartjuk ahhoz, hogy az otthont „okos-nak”, az épületet „intelligensnek” nevezzük; előfordul, hogy egy távirányítóval vezérelhető redőnyre, garázskapura, világítási rendszerre már azt mondjuk, hogy „okos” megoldás. Ez önmagában legfeljebb kényelmes lehet, ugyanúgy, ahogy az SMS-ekkel vezérelhető vagy mobiltelefonos applikáción elérhető fűtési rendszer. Ezek pedig legfeljebb a „távfelügyelt” minősítést érdemlik ki. 

Az intelligencia ott kezdődik, ha ezeket a rendszereket egymással egyesítjük és működésüket összehangoljuk. Példa erre egy világításvezérlés, amely a redőnyvezérléssel együttműködve, a természetes fény maximális kihasználásával biztosítja az épületen belül a szükséges megvilágítást. Ehhez természetesen olyan további információra is szükség van, mint a kinti és benti megvilágítás mértéke.
Az intelligens rendszereknél elkerülhetetlen a környezet paramétereit mérő szenzorok jeleinek figyelembe vétele az aktorok által végzett beavatkozás mértékének megállapításánál. További példa az okos termosztátok és okos radiátorszelepek alkalmazása. Ha telepítünk egy mobilapplikációval elérhető vagy érintőképernyős vezérlőpanelt és a radiátorainkra motoros szelepeket szerelünk, akkor megteremtettük a helyiségenkénti igényszabályozás lehetőségét. De ettől még a gazdaságos üzemeltetés nem teljesül, hiszen a hőtermelő berendezés (kazán, hőszivattyú…) nem kap közvetlen információt, hogy csökkenteni lehetne az előremenő víz hőmérsékletét. Idővel persze az egyszerű szabályozás révén is „rájön” erre a hőtermelő berendezés, mégsem lesz túl „okos”, hiszen az addig eltelt idő alatt energiapazarló üzemmódban volt. Szükséges tehát, hogy a berendezéseink valamilyen kommunikációs vonalon – legyen az akár soros vonali, Ethernet-alapú vagy vezetéknélküli hálózat – információkat, mérési paramétereket tudjanak cserélni egymással. Ennek összehangolására pedig egy magasabb szintű
felügyeleti vagy automatikai rendszer szükséges. Ez az automatikai rendszer – egy jól konfigurált működtető programmal – már teljesítheti az intelligens épületek definíciója szerint a feladatok emberi beavatkozás nélküli ellátását.

Rohamléptekben az IoT felé
Ilyen összefüggések mentén juthatunk el az IoT irányába, ahol a szükséges kommunikáció a különböző berendezések között már internetalapú hálózaton zajlik. A dolgok internetének lényege, hogy mindennapos használati tárgyaink (pl.: háztartási gépek, autók, mérőórák…) az interneten érhetők el, és ezen át képesek egymással akár önállóan, emberi közreműködés nélkül (M2M, machine-tomachine) is kommunikálni. Ez a tisztán gépek közötti kommunikáció létrejöhet, ha gépeink a megfelelő technológiával (érzékelőkkel, beavatkozókkal és kommunikációs egységekkel) vannak ellátva, így bekapcsolhatók a rendszerbe. Említettük az okos hűtőszekrényt, amely ennek a fejlődésnek köszönhetően néhány év múlva már nemcsak bevásárlólistát és pillanatnyi fényképeket küldhet nekünk, hanem még a bevásárlást is önállóan intézheti, és nekünk annyi dolgunk lesz, hogy fogadjuk a bolt futárát a már kifizetett élelmiszerekkel. Ehhez a nagyfokú önállósághoz azonban napjainkban kell a megfelelő hátteret előkészíteni és biztosítani. Hiszen attól, hogy berendezési tárgyaink okosodnak, még nem biztos, hogy a változó jogszabályi környezetnek vagy a társadalmi elvárásoknak is megfelelnek.

Energiahatékonysági kérdések
Hogyan kerül képbe az okos termosztát és az okos hűtő után rögtön az energiahatékonyság? Nagyon egyszerűen, ugyanis a felmérések alapján bebizonyosodott, hogy az épületek teljes energiafelhasználásának közel fele (40%) fordítódik az épületek működtetésére (jellemzően az épületgépészeti berendezések energiaigényére), a többi pedig az épületen belül használt berendezések működtetésére. Érthető tehát, ha egyre nagyobb hangsúlyt kap az Európai Unió országain belül az energiapazarlás csökkentése, az energiahatékonyság növelése. Az évek során számos uniós direktíva és hazai kormányrendelet született e cél érdekében [EPBD – Energy Performance of Buildings Directive, Épületenergetikai Direktíva (2010); MSZ EN 15232: 2012 – Épületek energetikai teljesítőképessége. Az épületautomatizálás, a szabályozás és az épületmenedzselés kihatásai (2012)].

Vissza a kezdő oldalra  

Kövessen Minket a Facebookon
vagy Linkedinen
vagy íratkozzon fel Youtube csatornánkra!