Мониторинг и управление инженерными системами зданий и сооружений

Нынешняя эксплуатация современных зданий и других сооружений практически неосуществима без инженерно-технических систем, лежащих в их основе. Однако, разработка этих систем не должна ограничиваться лишь вопросами комфортности эксплуатации, но также должна учитывать и оптимальность затрат на монтаж и управление системами. Кроме того, крайне необходимо предусмотреть меры, которые помогут избежать непредвиденных ситуаций в экстремальных обстоятельствах.

Чем больше размерность объекта, тем более сложно становятся его системы безопасности, обеспечения необходимыми коммуникациями и ресурсами, такими как тепло и электроэнергия. Управление и обслуживание объектов решаются через комплексные системы мониторинга, а также специализированные системы диспетчеризации зданий.

О каждом современном здании можно сказать, что оно является живым организмом, необходимо функционирование которого обусловлено согласованной работой множества взаимосвязанных инженерных систем. Чтобы было возможным эксплуатирование объекта, следующие инженерные системы и инфраструктура необходимы:

1. Электроснабжение: источники, переводчики и распределительные системы, необходимые для преобразования, передачи и дистрибуции электроэнергии;
2. Теплоснабжение: устройства и оборудование, предназначенные для обеспечения тепла внутри здания и горячей водой для объектов бытового назначения;
3. Холодоснабжение: системы, производящие искусственный холод;
4. Освещение: системы наружного освещения для обслуживания территории вокруг здания и внутреннего освещения для обеспечения света в помещениях;
5. Вентиляция и кондиционирование: системы, контролирующие необходимые параметры воздуха внутри зданий;
6. Водоснабжение и водоотведение: также известные как водопровод и канализация. Водопровод обеспечивает объект водой для различных целей, включая хозяйственные и производственные нужды, противопожарную защиту и другие;
7. Кабельные системы: используются для подавления электропитания, освещения, трансляции данных и обеспечения безопасности;
8. Системы безопасности: предоставляют контроль за доступом, видеонаблюдение, сигнализацию и пожарную защиту;
9. Специализированные системы: инженерные разработки, созданные для удовлетворения определенных потребностей объекта, например домофоны, часофикаторы, радиофикаторы и системы беспроводной связи.

Для наблюдения за работой технологических процессов и контроля функционирования оборудования создана Система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). Данный мониторинг проводится в реальном времени, таким образом, возможно на ранней стадии контролировать любые нештатные ситуации и незамедлительно принимать необходимые меры.

Задачей многих современных сетевых систем управления является обеспечение автоматизированного контроля и управления, необходимых для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Для этого должны выполняться нормативные требования к мониторингу инженерных систем, которые установлены в ГОСТ Р 22.1.12-2005.

Этот стандарт включает не только основные положения и правила, но и два приложения. Приложение А является справочным и определяет порядок создания структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами потенциально опасных объектов, зданий и сооружений, а также их информационного сопряжения с органами повседневного управления РСЧС. Приложение Б является обязательным и определяет программу комплексных испытаний.

Еще одним стандартом, устанавливающим требования к системам мониторинга и управления, является ГОСТ Р 22.1.14-2013. Он устанавливает требования к комплексам информационно-вычислительных структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений, а также методы их испытаний.

Чтобы соответствовать этим требованиям, СМИС должна иметь масштабируемость, возможность интеграции с другими информационными системами мониторинга и управления, а также наличие автоматического режима работы. Только при выполнении всех этих условий система обеспечит эффективный контроль и защиту инженерных систем зданий и сооружений.

Существуют объекты, требующие повышенного внимания к работе инженерных систем круглосуточно, в то время как другие могут обойтись без постоянного мониторинга. Однако, в соответствии с нормативными актами, определенные объекты являются обязательными для мониторинга инженерных систем. Такие объекты не могут приступать к эксплуатации без наличия системы мониторинга. Список таких объектов включает:

• потенциально опасные промышленные объекты, включая атомные и гидроэлектростанции;
• речные и воздушные порты;
• мосты;
• объекты метрополитена;
• здания и сооружения для массового пребывания людей;
• крупные промышленные комплексы, где численность работников превышает 10 тысяч человек;
• высотные и уникальные объекты;
• административные здания и офисные центры;
• гостиничные здания.

Кроме вышеперечисленных объектов, установка системы мониторинга инженерных систем может быть экономически оправданной или соответствовать целям исполнения ФЗ «Об энергосбережении в РФ». Некоторые из этих объектов включают торговые центры, ИТ-компании и крупные склады.

Функции систем управления и мониторинга призваны обеспечивать непрерывность работы инженерных систем объектов и предупреждать аварийные ситуации. Важным аспектом СМИС является своевременное оповещение специалистов о сбоях в функционировании систем и необходимости эвакуации людей из населенных пунктов.

Также СМИС должны автоматизировать или принудительно запускать специальные алгоритмы предупреждения или ликвидации чрезвычайных ситуаций, например, прекращение подачи газа, воды, включение средств пожаротушения и прочее. Важно, чтобы все необходимые системы безопасности и жизнеобеспечения работали комплексно и были взаимосвязаны друг с другом.

Оснащение строящихся объектов СМИС необходимо включать в проектные, строительные и монтажные работы. В случае установки СМИС на уже работающем объекте, это должно производиться во время планового капремонта.

Важно отметить, что пожары в общественных и промышленных зданиях могут возникать из-за несовершенства противопожарных систем и невозможности эффективно их использовать в критической ситуации. Внедрение СМИС позволяет снизить риски возникновения и распространения пожара, что особенно важно на опасных объектах.

Компоненты Системы СМИС:

Основные принципы, на которых строится СМИС – автоматизация и диспетчеризация, позволяют снизить роль человеческого фактора при управлении инженерными системами и улучшить их быстродействие. Автоматизация обеспечивает управление системой, с помощью измерительных приборов, средств автоматизации и исполнительных механизмов, что повышает функциональность и скорость реагирования. Диспетчеризация, в свою очередь, предоставляет возможность управлять оборудованием из диспетчерского пункта на основе полученной оператором визуализированной информации.

Компоненты СМИС включают в себя:

• измерительные приборы, средства автоматизации и исполнительные механизмы;
• многофункциональную кабельную систему;
• проводные и беспроводные сети передачи данных;
• автоматизированное диспетчерское управление;
• сертифицированное программное обеспечение;
• административные ресурсы.

Возможности автоматизации и диспетчеризации

В настоящее время существуют современные технические средства, которые помогают не только повышать эффективность работы Системы Мониторинга и Информации о Состоянии (СМИС), но и улучшать комфортность работы, а также увеличивать надежность инженерных сетей, не увеличивая штат сотрудников. Важную роль здесь играет программное обеспечение, которое позволяет:

• создавать аналитические отчеты;
• осуществлять резервное копирование информации;
• оперативно передавать данные посредством смс и е-mail;
• централизованно управлять всеми инженерными системами в рамках одного объекта или нескольких объектов;
• управлять инженерными системами удаленно из любой точки мира.

Внедрение системы управления энергетическими ресурсами (СМИС) оправдано не только в свете вопросов безопасности объекта, но и в контексте требований конкурентного рынка и планирования ресурсов. Система мониторинга потребления электроэнергии обеспечивает:

• предотвращение штрафов за превышение лимита электроэнергии;
• планирование и прогнозирование потребления электроэнергии;
• своевременное обнаружение несанкционированных подключений и непроизводственных расходов энергоресурсов;
• объективный контроль за планируемыми программами энергосбережения;
• сбор данных для отчетности и статистики;
• сокращение расходов на электроэнергию на 15%.

При использовании СМИС крупные предприятия могут сэкономить миллионы рублей ежегодно. Особенно актуальны вопросы энергосбережения для оборонного производства, ядерной энергетики, сетевых поставок электроэнергии, что подтверждается соответствующими нормативными документами, включая Федеральный закон от 23.11.2009 № 261 "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" и Приказ Правительства РФ от 04.05.2012 № 442 "Основы функционирования розничных рынков электрической энергии".

Фото: freepik.com