низкая стоимость традиционных источников энергии без учета интересов последующих поколений и заботе об окружающей природной среде способствует расточительности ее использования; потребители не готовы к значительному повышению оплаты за качество комфорта среды обитания, включая в это понятие комплекс современных технических средств управления, контроля и связей (системы жизнеобеспечения и управления зданием); не сформировалась наука о микроклимате помещений и ее содержание "не овладело широкими массами" потребителей, а остается заботой группы специалистов. Жизнеудерживающие здания
На на данный моментшний день "жизнеудерживающие здания" включают в себя составными частями все другие типы перечисленных выше зданий ( . Здесь важным является установление идеологии взаимопроникновения и взаимосвязи м. разными типами зданий, например, м. энергоэффективными и интеллектуальными зданиями. В журнале "" (№ 1, 199 было отмечено, что энергоэффективное здание не есть простое суммирование энергосберегающих решений в одном объекте, а есть результат выбора с помощью системного анализа на основе математического моделирования совокупности взаимосвязанных технических решений, наилучшим образом отвечающих цели энергосбережения. С другой стороны, математические модели, используемые при проектировании здания, могут и должны стать основой функционирования систем управления и контроля интеллектуального здания. Будет полезным привести здесь определения интеллектуального здания, данные различными фирмами, так как они дополняют и развивают друг друга, рассматривают объект с различных позиций и в результате создают достаточно законченную картину для заинтересованного специалиста.

Интеллектуальные здания. Умные дома
"Понятие "интеллектуальное здание" ( умный дом ) родилось в США в начале 1980х годов и весьма быстро стало модным. Пока специалисты ломали головы над его концепцией, строители и инвесторы спешили объявить таковым любую постройку, где установлена система контроля доступа или пожарная сигнализация. Конечно, элементы интеллектуальности на данный момент присущи фактически любому строению. Но всетаки интеллектуальное здание понятие совсем иного масштаба. Создание оптимальной среды для бизнеса, обеспечение комфортных условий деятельности, снижение расходов на эксплуатацию это основные критерии концепции интеллектуального здания".

"Если отвлечься от рекламных лозунгов, то интеллектуальным следует называть здание, оснащенное средствами автоматического контроля над всеми системами жизнеобеспечения" "По мнению специалистов нашей компании, одним из основных компонентов интеллектуального здания является система автоматизированного управления эксплуатацией здания. Автоматизированная система управления эксплуатацией здания это комплекс программноаппаратных средств, базовой задачей которого является обеспечение надежного и гарантированного управления всеми системами, находящимися в эксплуатации здания, и исполнительными устройствами. Система способна за счет полной неразобщенной информации от всех эксплуатируемых подсистем, будь то пожарноохранная, система теленаблюдения, ЛВС, телефония, водоснабжение, электропитание, кондиционирование и т. д., принять правильное решение и выполнить соответствующее действие, проинформировать соответствующую службу о событии. Система открыта для дальнейших накладываемых на нее функций и добавления интеллектуальности . "В настоящее время в компьютерном и телекоммуникационном бизнесе есть понятие "интеллектуальное здание". Сразу необходимо заметить, что "интеллектуальное здание" не весьма точный перевод английского термина "intelligent building". В данном контексте слово "intelligent" (буквально "разумный") следует понимать скорее в смысле умения распознавать определенные ситуации и какимлибо образом на них реагировать (естественно, степень этого умения может быть различной, в том числе весьма высокой)". Определение интеллектуального здания
"Для начала дадим краткое определение интеллектуального здания с точки зрения кабельной системы. Это здание с единой кабельной архитектурой, обеспечивающей циркуляцию всего потока информации: телефонию, передачу данных в локальной сети, видео и других данных вплоть до больших систем жизнеобеспечения и управления зданием. Под системами жизнеобеспечения здания понимаются: телефоннокомпьютерная сеть; контроль доступа в помещения; пожарная безопасность здания; дозиметрический контроль; управление отоплением, кондиционированием и вентиляцией; видеонаблюдение в целях безопасности; принцип. возможность проведения видеоконференций" "Сразу необходимо заметить, что "интеллектуальное здание" не весьма точный перевод английского термина "intelligent building". В данном контексте слово "intelligent" (буквально "разумный") следует понимать скорее в том смысле, в каком оно употребляется, например, в словосочетании intelligent port controller. Иными словами, под интеллектом понимается умение распознавать определенные ситуации и какимлибо образом на них реагировать (естественно, степень этого умения может быть различной, в том числе весьма высокой). Русский термин имеет более широкое значение, нежели оригинал, поэтому не спешите разочаровываться, узнав, что именно предлагает интегратор" "Интеллектуальное здание (IB Intelligent Building) представляет собой комплекс организационных, инженернотехнических мероприятий и программных средств, направленных на создание высокоэффективной экономичной инфраструктуры обслуживания комплекса, максимально отвечающей потребностям пользователей и владельцев этого здания" "Интеллектуальным зданием мы будем называть сооружение, в котором при помощи специальных технических средств созданы идеальные климатические и профессиональные условия труда персонала, обеспечивается необходимый уровень защиты от стихийных бедствий и несанкционированного доступа, максимально рациональным образом расходуются имеющиеся энергетические и коммунальные ресурсы". Понятие "Интеллектуальное здание" так же не имеет точного толкования, но большинство людей, которые используют его, воспринимают это как автоматизированную техническую систему, которая: "чувствует", что происходит внутри здания и снаружи; "реагирует" чтобы наиболее эффективным способом обеспечить безопасное и комфортабельное пребывание в нем, сведя до минимума потребление энергии и энергоресурсов; "взаимодействует" с людьми посредством применения простых и легко доступных средств общения. Термин "здание" обобщает: квартиру/жилой коттедж (ЖК); жилой дом/гостиницу (ДГ); здания общего пользования (0 : офисы, детские, учебные, медицинские, культурнопросветительные заведения, административные здания, места торговли и пр.; помещения и сооружения производственного (цех, участок...) и непроизводственного (склад, стоянка...) назначения (ПН). "Интеллектуальное здание" является продуктом современного развития существующих систем автоматики в зданиях в направлении: комплексной оптимизации использования ресурсов; повышения гибкости конфигурирования и снижения общей стоимости владения; интеграции с широким спектром технологического и телекоммуникационного оборудования; упрощения ("очеловечивания") взаимодействия с пользователем". На 2 приведены компоненты интеллектуального здания. Принципиально важным является понимание того, что каждый элемент интеллектуального здания должен являться интеллектуальным элементом, значит при его проектировании использована методология, которая будет "заставлять" этот элемент стремиться к выбору оптимального решения в эксплуатации, но, конечно, с учетом влияния других элементов на него и его влияния на другие элементы. Понятно, что здесь имеется в виду методология системного анализа. Следствием этого является принцип. возможность создания интеллектуальных элементов интеллектуального здания по разным направлениям, а затем их объединения на основе системного анализа.

Одним из компонентов интеллектуального здания является управление системами отопления вентиляции и кондиционирования воздуха предмет нашей специальности. В мировой практике, включая российскую, накоплен значительный опыт проектирования систем ОВК как элемента интеллектуального здания. Практически отсутствует информация по разработке интеллектуального элемента системы ОВК эксплуатируемого здания.

На Автомобильном заводе АЗЛК при научном руководстве автора статьи успешно осуществлена реконструкция системы теплоснабжения, задачами которой являются: обеспечение существенной экономичности энергии, затрачиваемой на отопление и вентиляцию производственных помещений; повышение качества теплового комфорта; повышение качества контроля технического состояния оборудования системы; создание банка возможных аварийных ситуаций, их диагностики и рекомендаций по ведению технологического цикла теплоснабжения здания и работе обслуживающего персонала в этих условиях, значит разработка интеллектуального элемента системы ОВК эксплуатируемого здания. Корпус производственного здания представляет в плане прямоугольник длиной 576 м и шириной 220 м, на которых 50 м занимает одноэтажная часть и 170 м двухэтажная. К зданию примыкают 4 бытовых корпуса, соединенных с ним переходами. Двухэтажная часть имеет высоту 20 м и объем 2 млн. м3, одноэтажная высоту 15 м и объем 0,5 млн. м Кровля здания плоская с горизонтальными световыми проемами. Суммарная площадь боковых ограждений 31 240 м2, из которых площадь наружных стен 16 967 м Площадь двойного остекления в металлическом переплете 2 827 м2, одинарного остекления 11 446 м Площадь стен составляет 53%, а площадь остекления 47% площади боковых ограждений. В здании расположены цехи: гальванический, окраски, кузовной, испытаний, транспортный, участок зарядки аккумуляторов, склад деталей смежных пост, участок зарядки и ремонта электропогрузчиков и др. Источником теплоснабжения является ТЭЦ № 8 "Мосэнерго". Отпускается перегретая вода от ТЭЦ по центральному качественному регулированию по отопительному графику. Отопление здания осуществляется двумя системами: через приточную вентиляцию и дежурное отопление рециркуляционными отопительными агрегатами. К каждому цеху от теплового пункта подходят два магистральных теплопровода. Наружный воздух очищается в приточных камерах, нагревается и при необходимости увлажняется. Количество теплоты, подаваемой в помещение от отопительновентиляционных агрегатов, регулируется в соответствии с проектом, т. е. происходит качественное регулирование по показаниям датчика, измеряющего температуру приточного воздуха. Приточные камеры размещены в двух зонах. Забор наружного воздуха осуществляется по фасаду здания и над кровлей. Воздух от приточных камер поступает в общий коллектор, расположенный под потолком междуэтажного перекрытия. Каждый коллектор объединяет от 2 до 8 приточных камер. Всего установлены 44 приточные камеры производительностью 200 тыс. м3/ч каждая. Удаление воздуха из помещений осуществляется крышными вентиляторами. Реконструкция системы теплоснабжения включает следующие работы:
дооборудование отопительновентиляционных агрегатов устройствами для регулирования количества приточного воздуха; устройство узла смешения, обеспечивающего регулирование температуры воды, подаваемой к калориферам отопительновентиляционных агрегатов устройствами для регулирования количества приточного воздуха; устройство узла смешения, обеспечивающего регулирование температуры воды, подаваемой к калориферам отопительновентиляционных агрегатов, за счет подмешивания охлажденной воды из обратного теплопровода; создание автоматизированной системы управления тепловым режимом производственных помещений. Отопительновентиляционные агрегаты, оборудованные устройствами для регулирования количества приточного воздуха, обеспечивают экономию энергии за счет снижения кратности вентиляционного воздухообмена в помещениях в праздничные, воскресные дни и нерабочие ночные часы, снижения количества подаваемого в помещения нагретого воздуха в результате учета в воздушном балансе фильтрационного воздуха при обеспечении нормативного воздухообмена. При разработке математической модели формирования теплового режима производственного здания АЗЛК избран системный подход, который позволяет рассматривать систему "отопительная установка объект" как взаимосвязанную нелинейную систему с переменной структурой. Математическая модель представляет собой систему уравнений теплового баланса, описывающую воздухообмен, технологические теплопоступления, наружные климатические воздействия, теплопотери через наружные ограждения за счет теплопроводности и путем фильтрации наружного воздуха, теплосодержание технологического оборудования, продуктов и внутренних конструкций, циклы теплообмена в калориферах. Пакет специализированных программ делится на три группы: оптимизирующие, основные рабочие и вспомогательные обслуживающие системы. Программа оптимизации расхода теплоты на отопление выполняет две основные функции: периодически вычисляет расход теплоты, необходимой для поддержания заданного микроклимата в отдельных местах здания в рабочее время, и определяет режим снижения температуры в нерабочие часы и повышения ее до заданного значения в рабочие часы. Программанаблюдатель позволяет следить за развитием цикла в течение длительного времени, выдает сообщения об отклонении за верхнюю или нижнюю границы заданных параметров. Получаемая информация необходима для контроля и оценки работы системы. Программа тревоги реагирует на различные аварийные ситуации (выход из строя отопительновентиляционного оборудования и автоматики, разбитые стекла и т. д.) и диагностирует их. Программа пуска и включения регулировочных отопительных устройств работает совместно с программой оптимизации и использует сведения о конкретных регулировочных исполнительных механизмах. Рабочая программа осуществляет связь оператора с системой в форме диалога. С помощью этой программы можно изменить режим работы системы, и получить различную информацию о ее работе. Программы учета работы исполнительных механизмов накапливают сведения о часах их работы и сообщают о неисправностях, и о сроках профилактических работ. Программы вычисления общего расхода энергии и накопления этого расхода во времени получают и накапливают сведения за день, за неделю, за месяц и т. д. Программа составления отчета ведет статистику данных измерений и вычислений, и состояния оборудования отопления и вентиляции, печатает отчеты ежедневно, еженедельно, ежемесячно о средних, минимальных и максимальных значениях, аварийных сигналах, расходах, экономичности энергии и пр. рек. следующая методология:
Основой для разработки интеллектуального элемента для систем ОВК производственных зданий является структурноинформационная схема, определяющая совокупность объектов управления, датчиков, устройств управления, в том числе вычислительных и других, управляющей вычислительной машины, исполнительных и регулирующих устройств, устанавливающих необходимые информационные связи м. ними. При проектировании интеллектуального элемента следует исходить из общих требований автоматизированных систем управления технологическими циклами к точности и скорости выполнения операций ввода с объекта управления измерительной информации, к структуре устройств связи управляющей вычислительной машины с объектом управления, к параметрам аппаратуры нормализации, коммутации, передачи и преобразования сигналов, к методам борьбы с помехами, к алгоритмам и программам процедур передачи и преобразования информации. Для управления тепловым режимом производственного здания наиболее целесообразной является структура управления, при которой отдельные параметры теплового режима регулируются соответствующими автоматическими устройствами, а управляющая вычислительная машина, обрабатывая измерительную информацию, рассчитывает и оптимизирует установки. При такой структуре управления обеспечивается достаточная надежность системы в целом, так как работоспособность системы сохраняется и при отказах управляющей вычислительной машины. Кроме того, при такой структуре может быть использована более простая управляющая вычислительная машина, снижаются требования к ее быстродействию и другим характеристикам, появляется принцип. возможность практической реализации более эффективных алгоритмов оптимизации цикла, требующих большего объема вычислений. Измеряемыми нерегулируемыми параметрами окружающей среды являются температура и влажность наружного воздуха, v и направление ветра, атмосферное давление, солнечная радиация, температура и давление воды в подающем трубопроводе тепловой сети, температура и давление пара в тепловой сети. Измеряемыми выходными параметрами, характеризующими тепловой режим, являются температура воздуха, относительная влажность воздуха, v движения воздуха в рабочих зонах, СО2 и др. Измеряемые выходные параметры, по которым непосредственно или расчетом можно определить эффективность управления: температура и давление воды в обратных трубопроводах, расход теплофикационной воды, холодной воды и пара, расход электроэнергии. В качестве регулируемых параметров, которые измеряются соответствующими исполнительными механизмами, рассматриваются температура приточного воздуха, температура горячей воды после подмешивающих насосов, количество приточного воздуха. Для помещений, в которых могут выделяться аварийные количества взрывоопасных газов и паров, образующих взрывоопасные смеси, должны устанавливаться газоанализаторы, сблокированные с устройствами световой сигнализации, оповещающей о наличии в воздухе помещения концентрации вещества, достигающей 20% нижнего предела взрываемости, или автоматические газоанализаторы, сблокированные с устройством для пуска систем, используемых для аварийной вентиляции при наличии такой концентрации. Программное обеспечение системы должно состоять из операционной системы ЭВМ, предусматривающей принцип. возможность работы в реальном времени, в диалоговом режиме, и программного пакета системы. Программами системы должна быть обеспечена также принцип. возможность их трансляции, редактирования, компоновки и отладки. В операционную систему должныбыть включены средства, связанные со службой времени, т. е. ожидание заданного момента времени для запуска цикла и управление работой устройств связи с объектом, и средства работы с файлами, хранящимися во внешней памяти ЭВМ. Программный пакет должен быть представлен в виде отдельных взаимосвязанных подпрограмм. Большие подпрограммы следует сегментировать с целью вмещения их в заданный объем оперативной памяти ЭВМ. Программный пакет предназначен для управления работой всей системы. Он делится на оптимизирующие программы, основные рабочие программы и вспомогательные программы обслуживания системы. О самообучающейся системе
Оригинальным способом повышения адекватности математической модели управления тепловым режимом является ее преобразование в самообучающуюся модель (Система управления микроклиматом. Авторское свидетельство № 3418101/290 . Реконструкция системы теплоснабжения АЗЛК как интеллектуального здания обеспечила до 20% экономичности затрат энергии за отопительный период и была осуществлена без существенных капитальных вложений и остановки технологического производственного цикла; окупаемость мероприятий по реконструкции была обеспечена за 5,4 месяца.