systemach automatyzacji i analiza wyników
4.2. Modele funkcjonalne systemów automatyki dla określonych typów obiektów
Na potrzeby badań własnych dotyczących weryfikacji skuteczności różnych wariantów sterowania w zakresie poprawy efektywności energetycznej, konieczne było przygotowanie modeli funkcjonalnych systemów BACS dla określonych typów obiektów. Zgodnie z informacjami przedstawionymi w poprzednich rozdziałach, w przypadku organizacji systemów BACS aspektem równie istotnym, jak zastosowana do ich realizacji technologia, sposób konstrukcji i wykonania, jest także zakładana i osiągnięta funkcjonalność. Zbiór funkcji BACS zależy od zakładanej klasy sprawności systemu automatyki oraz od typu i przeznaczenia budynku. Należy zwrócić uwagę, że oprócz określenia tego zbioru, istotne jest zdefiniowanie sposobu połączeń punktów danych w celu realizacji sterowania danym procesem. Do odwzorowania sposobu funkcjonowania systemu BACS, można zastosować model funkcjonalny. Powinien on dostarczać informacji o funkcjach i procesach zachodzących w danym systemie. Jeśli więc model strukturalny określa budowę systemu BACS, to model funkcjonalny powinien określić jego działanie. Dla wybranych typów obiektów, jak podano w PN-EN 15217 oraz VDI 3813: (i) pomieszczenia biurowe, (ii) sala konferencyjna, (iii) sala lekcyjna oraz (iv) pokój hotelowy, przykładowe modele funkcjonalne, w postaci schematów, zostały przedstawione na rysunkach nr 4.2-4.6 oraz w tabelach 4.1-4.4. Wykorzystanie takich schematów, zostało przedstawione w VDI 3813. Opis funkcjonowania i wymagania stawiane przykładowemu pomieszczeniu biurowemu, przeznaczonemu do pracy biurowej, spotkań, zostały przedstawione w tabeli nr 4.1, a model funkcjonalny zawierające schemat sterowania został przedstawiony na rysunku nr 4.2 [40], [48].
Tabela 4.1 – Założenia i funkcjonowanie przykładowego pomieszczenia biurowego
Instalacje technologiczne
Opis
Ogrzewanie/Chłodzenie Sufit grzewczo-chłodzący (system 2-rurowy) z oddzielnym zasilaniem dla poszczególnych pomieszczeń, stref za pomocą zaworów regulacyjnych
Wentylacja i klimatyzacja Centralny system wentylacji z regulacją strumienia objętości powietrza nawiewanego zależnego od jakości powietrza dla pomieszczenia, strefy, wyciąg przez kratki w suficie oraz wyrzut zużytego powietrza przez wyrzutnie dachowe.
Oświetlenie Oprawy sufitowe ze ściemniaczem, jedna grupa dla pomieszczenia, strefy
Zasłony (rolety, żaluzje) Rolety zewnętrzne, z regulacją położenia lamelek – napęd elekt. Okna, drzwi Okna i drzwi obsługiwane ręcznie, wyposażone w kontaktrony Sterowanie przez
użytkownika
Zadawanie nastaw temperatury w pomieszczeniu Lokalne (dla strefy) sterowanie pozycją zasłon
Lokalne (dla strefy) sterowanie oświetleniem (zał./wył., jasność) Sterowanie z poziomu panelu dla całego pomieszczenia
Wykrywanie obecności, z możliwością ręcznego zadania sygnału zajętości
102 Wymogi elastyczności,
skalowalności
Grupowania stref w pomieszczenia bez modyfikacji okablowania
Jeden lub kilka paneli sterowania dla poszczególnych biur Jeden lub kilka czujników temperatury w pomieszczeniu dla każdego biura
Wymagana efektywności energetyczna
103
104
Opis funkcjonowania i wymagania stawiane przykładowej sali konferencyjnej, przeznaczonej do organizowania konferencji, spotkań bądź wykładów, zostały przedstawione w tabeli nr 4.2, a model funkcjonalny zawierające schemat sterowania został przedstawiony na rysunku nr 4.3.
Tabela 4.2 – Założenia i funkcjonowanie przykładowej sali konferencyjnej
Instalacje technologiczne
Opis
Ogrzewanie/Chłodzenie Sufit grzewczo-chłodzący (system 4-rurowy) z monitoringiem punktu rosy. Sterowanie ogrzewaniem i chłodzeniem
realizowane z wykorzystaniem zaworów regulacyjnych (np. sygnał 0V-10V) i odcinających (zał./wył.)
Wentylacja i klimatyzacja Centralny system wentylacji z regulacją strumienia objętości powietrza nawiewanego zależnego od jakości powietrza w pomieszczeniu, wyciąg przez kratki w suficie oraz wyrzut zużytego powietrza przez wyrzutnie dachowe
Oświetlenie Oprawy sufitowe ze ściemniaczem – oświetlenie podstawowe, oprawy ścienne ze ściemniaczem – oświetlenie dekoracyjne Zasłony (rolety, żaluzje) Rolety zewnętrzne, z regulacją położenia lamelek – napęd elekt. Okna, drzwi Okna z siłownikami, wyposażone w kontaktrony
Sterowanie przez użytkownika
Sterowanie z poziomu panelu dla całego pomieszczenia Zadawanie nastaw temperatury w pomieszczeniu
Dostosowywanie poziomu oświetlenia i położenia zasłon z funkcją scen
Ręczne sterowanie pozycją zasłon
Ręczne sterowanie całym oświetleniem zał./wył., jasność) Wymagana
efektywności energetyczna
105
106
Opis funkcjonowania i wymagania stawiane przykładowej sali lekcyjnej, przeznaczonej do przeprowadzania lekcji lub seminarium, zostały przedstawione w tabeli nr 4.3, a model funkcjonalny zawierające schemat sterowania został przedstawiony na rysunku nr 4.4.
Tabela 4.3 – Założenia i funkcjonowanie przykładowej sali lekcyjnej
Instalacje technologiczne
Opis
Ogrzewanie/Chłodzenie Ogrzewanie realizowane przez 4 kaloryfery sterowane zaworem strefowym - dla całego pomieszczenia. Zawór podłączony do elementu wykonawczego (np. sygnał 0V-10V)
Wentylacja i klimatyzacja Wentylacja realizowana przez lokalną jednostkę w każdym pomieszczeniu z regulacją strumienia objętości powietrza nawiewanego zależnego od jakości powietrza w pomieszczeniu, wyciąg przez kratki w suficie oraz wyrzut zużytego powietrza przez wyrzutnie dachowe
Oświetlenie Oprawy sufitowe – zależnie od dostępności światła dziennego, dostosowywanie poziomu natężenia oświetlenia dla poszczególnych rodzajów pomieszczeń i prowadzonych zajęć Zasłony (rolety, żaluzje) Rolety wewnętrzne
Okna, drzwi Okna i drzwi obsługiwane ręcznie, wyposażone w kontaktrony Sterowanie przez
użytkownika
Sterowanie z poziomu panelu dla całego pomieszczenia Zadawanie nastaw temperatury w pomieszczeniu
Dostosowywanie poziomu oświetlenia i położenia zasłon z funkcją scen
Lokalne (dla strefy) sterowanie pozycją zasłon
Lokalne (dla strefy) sterowanie oświetleniem (zał./wył., jasność) Wykrywanie obecności, z możliwością ręcznego zadania sygnału zajętości
Wymagana efektywności energetyczna
107
108
Opis funkcjonowania i wymagania stawiane przykładowemu pokojowi hotelowemu, przeznaczonemu do pobytu gości hotelowych, z możliwością obsługi scen przez system zarządzania hotelem, z osobnymi nastawami dla personelu sprzątającego oraz z możliwością aranżacji powitania gości hotelowych, zostały przedstawione w tabeli nr 4.4, a model funkcjonalny zawierające schemat sterowania został przedstawiony na rysunku nr 4.5 i 4.6.
Tabela 4.4 – Założenia i funkcjonowanie przykładowego pokoju hotelowego
Instalacje technologiczne
Opis
Ogrzewanie/Chłodzenie Konwektor wentylatorowy (fan-coil) w pokoju (system 4-rurowy) z wentylatorem 3-biegowym, elektrozawór do nagrzewnicy i chłodnicy oraz zintegrowany czujnik temperatury powietrza nawiewanego
Pomiar temperatury w pokoju przez jeden lub kilka czujników bezprzewodowych
Grzejnik w łazience (np. na ręczniki) z elektrozaworem
Sterownik temperatury w łazience ze zintegrowanym czujnikiem temperatury wraz z lokalnym zadawaniem nastaw temperatury Wentylacja i klimatyzacja Wyciąg w łazience
Oświetlenie Oprawy przy łóżku ze ściemniaczem Oprawy sufitowe ze ściemniaczem Oprawy w przedpokoju
Lampka biurkowa
Sterowanie gniazdami elektrycznymi
Sterownik stałego poziomu oświetlenia oraz dostosowanie iluminacji świetlnej dla różnych scen
Wykrywanie zajętości Czytnik kart przy wejściu, system rezerwacyjny hotelu
Zasłony (rolety, żaluzje) Rolety zewnętrze, z regulacją położenia lamelek – napęd elekt. System bezpieczeństwa Detekcja zalania w łazience z sygnalizacją optyczną i akustyczną
Przycisk bezpieczeństwa w łazience z sygnalizacją optyczną i akustyczną
Czujnik dymy oddziałujący na oświetlenie, wentylacje i zasłony Sterowanie przez
użytkownika
Sterowanie z poziomu panelu klimatyzacją (nastawy temperatury, wybór biegu wentylatora oraz sceny)
Lokalne sterowanie pozycją zasłon
Lokalne sterowanie oświetleniem (zał./wył., jasność) dla całego pomieszczenia
Wybór scen z poziomu systemu zarządzania hotelu Wymagana
efektywności energetyczna
109
110
111