Регулирующие нормативные документы для автоматизации зданий.
Ханс Р. Кранц
компания HAK (Форст / Баден)
Руководитель проекта по стандартизации автоматизации зданий по нормам
DIN / CEN / ISO.
Член президиума DIN и правления Союза немецких инженеров VDI TGA.
Руководитель рабочей группы 070
по автоматизации зданий Совместной комиссии по применению электроники в строительстве GAEB.
Возглавлял отдел производства и
реализации систем автоматизации
зданий компании Siemens
Регулирующие нормативные документы для автоматизации зданий
Автоматизация здания (АЗ)
Система автоматизации здания, — сокращенно система “АЗ” (англ.: BACS, Building Automation and Control System), — это комплекс объединенных в сеть микропроцессорных устройств.
Рассматриваемая нами сеть обмена данными между ними представляет собой сеть АЗ (англ.: Building Automation and Control Network).
Система АЗ совместно с эксплуатационными службами обеспечивает (практически незаметно для глаза) оптимизацию эксплуатации здания и его инженерных систем в соответствии с критериями надежности, экологии и экономичности, за счет чего достигается сокращение издержек.
Система АЗ осуществляет надежное стратегическое управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха.
Она оптимизирована под экономию эксплуатационного времени, ограничение максимальных нагрузок и расчет характеристик тепловых функций, а также информирует эксплуатационную службу о тенденциях, текущих и прошлых эксплуатационных режимах.
Эти процессы обеспечиваются технологическими функциями АЗ.
Система автоматизации зданий сводит воедино все данные, необходимые для эксплуатации объекта во всей его полноте.
Эффективное управление зданием уже немыслимо без АЗ, комплексно охватывающей работу всех субподрядных организаций. Без нее невозможно было бы управление и оптимизация техники по эксплуатации здания.
Развившись, данная отрасль координирует все субподрядные работы по инженерному оборудованию зданий.
АЗ располагает всеми данными, необходимыми для контроля издержек энергопотребления и эксплуатации, которые требуются также для документирования системы экологического аудита.
В системе АЗ содержатся данные, относящиеся к техобслуживанию инженерных систем, а также соответствующая статистическая информация.
Вместе с этим, АЗ служит инструментом для выполнения таких эксплуатационных задач, как анализ, регулирование и текущая оптимизация эксплуатационного режима или предотвращение технических неполадок.
Если система эксплуатации и защиты здания, система управления зданием или его энергопотреблением отвечают требованиям свода международных стандартов DIN EN ISO 16484, то она имеет право именоваться системой автоматизации здания (DIN EN ISO 16484-2, 3.31).
Автоматизация зданий является ключевым звеном успешно согласованной работы субподрядчиков и поэтому имеется необходимость в едином языке, который мог бы использоваться всеми вовлеченными сторонами при проектировании, строительстве и эксплуатации объекта.
Этим языком должны стать общепризнанные технические нормативные документы, действующие на международном уровне.
В настоящей статье описывается развитие регулирующих нормативных документов для систем автоматизации и управления зданиями в 2006 г.
Цели стандартизации систем АЗ
По инициативе Германии в международной индустрии АЗ было принято совместное решение о необходимости определения, в первую очередь, общих эксплуатационных условий проектов.
Это было реализовано сначала на внутригосударственном и затем на европейском и общемировом уровне.
При этом необходимо было обращать особое внимание на то, чтобы уровень качества постоянно соответствовал развитию успешно зарекомендовавших себя технологий.
Предпочтение отдавалось унифицированным определениям, “общему языку” описания подрядов, которые были переработаны рабочей группой по автоматизации здания, действующей в составе Совместной комиссии по применению электроники в строительстве, вошедшие затем в стандарт 3814 Союза немецких инженеров (VDI) и впоследствии – в общемировой стандарт по АЗ.
Вавилонское столпотворение протоколов обмена данными в начале 90-х годов должно было быть организовано в универсальную системную структуру и за счет этого сокращено до небольшого количества стандартизированных протоколов.
С помощью BACnet, KNX/EIB и LonWorks эта цель, поставленная в области оборудования зданий инженерными системами, была достигнута.
Для специализированных технических областей предлагаются протоколы обмена данных, оптимизированные как в плане издержек, так и в плане применения.
Примерами являются шины для профессионального использования в промышленной области (обмен цифровыми данными в системах управления и защиты по DIN EN 61158 – полевая шина для промышленных систем управления и защиты, а также обмена цифровыми данными DIN EN 61784-1 – профили обмена данными полевой шины для технической автоматизации процессов и производств), интерфейс ASI , связывающий исполнительный и сенсорный элементы (DIN EN 50295, IEC 62026-2), допущенный до 4-й категории безопасности по DIN EN 954-1 (например, для применения в противопожарных клапанах), измерительная шина стандарта DIN EN 1434-3 для снятия показаний со счетчиков, а также специальные шины для осветительных приборов DALI (Digital Addressable Lighting Interface) – цифровой адресуемый интерфейс освещения и электродвигателей жалюзи SMI (Standard Motor Interface).
Однако методам обмена данными специального применения еще предстоит доказать преимущества своей работы в рамках автоматизации здания.
Определение затрат на проектно-конструкторские работы (инжиниринг), требующиеся в рамках проекта полномасштабной АЗ, должно обеспечивать возможность точных расчетов и проверки.
Было решено документировать планирование функций АЗ на основании расширенной системы давно используемых списков характеристик и данных, преобразованных в список функций АЗ.
Все планировщики могут использовать этот инструмент в комбинации со стандартом VDI 3814 и/или общемировым стандартом по АЗ одинаково.
Нормы и техническое регулирование в АЗ
Международная стандартизация
Международные нормы для систем автоматизации зданий были разработаны совместно с комитетами ISO и СЕN. Технический комитет СЕN 247 “Автоматизация и управление зданием” отвечает за системную область и обслуживание зданий, в то время как технический комитет ISO 205 взял на себя руководство обменом техническими данными и терминологию.
По всем разделам нормативов проводилось параллельное общемировое голосование.
Основные главы стандартов по АЗ (аппаратное обеспечение и функции) основаны либо на инструкции 3814 Союза немецких инженеров VDI, либо на DIN V 32734, разделы по обмену данными заимствованы из стандарта 135 ANSI/ ASHRAE (BACnet).
Рабочая программа Технического комитета 205 ISO (iso.org) предусматривает (цитата): “Стандартизацию требований к новым сооружениям и ремонту существующих зданий с целью обеспечения приемлемых условий во внутренних помещениях, а также экономии энергии и эффективного энергопотребления. Требования к внутренним помещениям касаются качества воздуха, тепловых, акустических и оптических факторов”.
Целью является создание системы международных норм, обеспечивающих в зданиях внутренние условия, поддерживающие экономическую эффективность и комфортную рабочую обстановку:
• планировка здания с учетом энергоэффективности,
• планирование системы автоматизации здания,
• качество воздуха во внутренних помещениях,
• тепловые условия помещений,
• акустические условия помещений,
• оптические условия помещений.
Рабочая программа Технического комитета 247 CEN (cenorm.be) предусматривает (цитата): “Стандартизация автоматизации и управления зданием для жилого и прочих видов строительства.
Стандарты включают в себя обозначения, требования, функции и методы проверки продуктов и систем автоматического управления, регулирования и контроля инженерного оборудования зданий и меры интеграции с интерфейсами и протоколами, а также системы и обслуживание, направленные на эффективную техническую эксплуатацию зданий в сочетании с коммерческим и инфраструктурным управлением ими”.
Особый случай представляют собой совместные комитеты ISO и IEC или CEN и CENELEC . Они называются “Объединенный технический комитет” (ОТК) (Joint Technical Committee, JTC).
Областью, тесно прилегающей к автоматизации зданий, является домашняя автоматизация (в сфере строительства частных домов).
Рабочая группа 1 подкомитета 25 ОТК 1 ISO/CEN “Домашние электронные системы” (HES – Home Electronic Systems), в состав которой входят представители 28 стран, пытается разрабатывать нормы уже в течение многих лет.
Область действия этих норм должна включать в себя: отопление, освещение, аудио-/видеосистемы, дистанционную связь, системы безопасности и “домашний шлюз” для связи домашней сети управления с Интернет. Функции близки к автоматизации больших зданий, но до настоящего времени со стороны рабочей группы 1 не было выражено готовности к совместной работе.
Общеевропейская стандартизация
Европейский комитет по стандартизации CEN и Европейский комитет по стандартизации электрического оборудования CENELEC образовались в начале 60-х годов, после основания Европейского экономического сообщества договорами от 25 марта 1957, – как региональные организации по стандартизации. В 1982 г. CEN/CENELEC получили статус Европейского института по стандартизации. Обе организации имеют штаб-квартиру в Брюсселе.
На сегодняшний день в CEN/CENELEC входят 28 внутригосударственных институтов по стандартизации, представленные всеми странами ЕС, а также странами ЕФТА; членами являются также 8 других стран.
Собственно работа по стандартизации осуществляется техническими комитетами. Канцелярская деятельность поручается одному из членов комитета (Швейцария возглавляет такую работу в техническом комитете CEN 247). Для областей, применяющих стандарты ISO, но не представленные соответствующим техническим комитетом в CEN/CENELEC, назначаются в качестве наблюдателей отдельные члены. В тех случаях, когда на рассмотрение ISO и CEN передаются одинаковые разработки, вступают в силу правила ISO.
Европейская комиссия может передавать в CEN/CENELEC заказы на проведение работ по стандартизации (мандаты).
К таковым относятся предписания по строительным продуктам, техническому оборудованию, электромагнитной совместимости, а также предписания по энергоэффективности зданий.
Нормы CEN создаются в результате добровольной работы на общественных началах участников всех заинтересованных кругов. Участники должны быть назначены внутригосударственной организацией по стандартизации. Результаты, предлагаемые к голосованию, должны быть разработаны совместными усилиями.
Обязательным условием является проведение работ в согласовании с другими комитетами схожих направлений, действующими на региональном или международном уровне. Работы по стандартизации, проводимые по этой же теме в рамках отдельно взятых стран ЕС, должны быть прекращены. Усилиями каждого из членов CEN европейские нормы должны быть преобразованы в внутригосударственные нормы. Внутригосударственные нормы, не согласующиеся с этими европейскими нормативами, должны быть отменены. Соответствие европейским нормам зачастую дает продуктам право устанавливать знак CE .
Основными целями являются устранение препятствий в области торговли, надежность и функциональная совместимость продуктов и способов их обслуживания, а также стимулирование взаимопонимания в технической сфере и инфраструктуры современной инновационной рыночной экономики. Европейские нормы необходимы для Общего рынка, для интеграции Европейского союза, защиты прав потребителей и устойчивого развития. Для того чтобы здание соответствовало европейским строительным предписаниям, оно должно быть спланировано и сконструировано так, чтобы обеспечивались “основные требования”.
Гармонизирующие друг с другом нормы способствуют достижению этих целей. Основными требованиями к строительным объектами:
1. Механическая прочность и устойчивость
В течение строительства и эксплуатации не допускаются:
• обрушение всего строительного объекта или его части,
• значительные деформации объема,
• повреждения других строительных конструкций или сооружения и оборудования в результате чрезмерных деформаций несущих строительных конструкций,
• повреждения в результате происшествия, значительно превышающие исходную величину.
2. Противопожарная защита
Несущая способность здания должна сохраняться при пожаре в течение определенного промежутка времени так, чтобы:
• ограничивалось возникновение и распространение пламени и дыма в пределах здания,
• ограничивалось распространение пламени на соседние здания,
• жители здания могли без получения телесных повреждений покинуть здание или быть спасены другими способами,
• учитывалась безопасность проведения спасательных работ.
3. Гигиена, здоровье и охрана
окружающей среды
В первую очередь, не допускается угроза гигиене и здоровью жильцов здания и соседних с ним зданий в силу:
• выделения ядовитых газов;
• наличия в воздухе вредоносных частиц или газов;
• опасного излучения;
• загрязнения или отравления воды или поверхности грунта;
• ненадлежащих способов отвода сточных вод, дыма и устранения твердых или жидких отходов;
• скапливания влаги в строительных конструкциях и на поверхности строительных конструкциях во внутренних помещениях.
4. Безопасность использования
При эксплуатации не допускается наличие неприемлемых источников риска несчастных случаев, как-то: травм, вызванных тем, что пострадавший поскользнулся, упал с высоты, наткнулся на препятствие, а также ожогов, ударов электрическим током, травм в результате взрыва.
5. Шумоизоляция
Не допускается, чтобы уровень шума, воспринимаемого жильцами или людьми, находящимися вблизи здания, причинял вред здоровью; он должен гарантированно отвечать удовлетворительным условиям ночного отдыха, досуга и работы.
6. Энергосбережение и теплоизоляция
Здание и его системы и оборудование для отопления, кондиционирования и вентиляции должны быть спроектированы и исполнены таким образом, чтобы потребление энергии при эксплуатации поддерживалось на низком уровне, с учетом климатических условий местоположения, и обеспечивался достаточный тепловой комфорт для жильцов.
Требование п. 6 особенно подчеркивает настоятельную необходимость применения автоматизации зданий. Это также отмечается в Европейских нормативах по энергоэффективности зданий.
Внутригосударственная стандартизация
Как и прежде, необходимо, чтобы внутригосударственные особенные регламенты были утверждены, например, в дополнительных нормах DIN или в предписаниях Немецкого союза инженеров VDI.
Примером этого является Порядок размещения подрядов и договоров на строительные работы VOB и известный “Норматив строительных издержек” DIN 276, которой пользуется при составлении смет и расчета затрат каждым архитектором.
Автоматизация зданий вошла в эту норму как “строительный подряд” в 1993 г. Пересмотренная редакция, действующая на 2006 год, внесла некоторые изменения, затрагивающие также и АЗ
(Таблица 1).
Еще одним механизмом внутригосударственного регулирования является вся документация Совместной комиссии по применению электроники в строительстве GAEB.
Помимо этого релевантными для автоматизации зданий являются регулирующие документы Рабочей группы по технологическому и электротехническому оборудованию государственных и муниципальных административных учреждений AMEV , Союза немецких инженеров VDI 3813 “Автоматизация помещения” и 3814 “Автоматизация здания”, а также Объединения немецкого машиностроения и производства комплектных промышленных систем VDMA и Федерального промышленного общества по отоплению, кондиционированию и санитарной технике BHKS . Для распределительных шкафов и электропроводки действуют, разумеется, электротехнические правила, то есть сборник инструкций Общества немецких электриков VDE.
Новая инструкция VDI 3814–2:2005 представляет собой удобный обзор всех регулирующих механизмов, применяемых в области АЗ. В перечнях работ сборника стандартных строительных подрядов по инструкции 070 GAEB (Область работ: автоматизация здания) и Порядке размещения подрядов и договоров на строительные работы DIN 18386 приведены применяемые методы регулирования проектов АЗ. Все нормы, цитируемые сборником стандартных строительных работ, свободно доступны на Интернет-странице GAEB (gaeb.de) в разделе Download.
Общемировой стандарт по АЗ
В техническом комитете ISO 205 представлены “заинтересованные круги” 24 государств, участвующих в разработке составных частей нормативов по автоматизации зданий. К ним относятся, помимо европейских стран-членов ЕС, Австралия, Египет, Канада, Китай, Япония, Южная Корея, Россия, Южная Африка и США.
Многие из них, а также ряд других государств, принимают все нормы ISO в качестве своих внутригосударственных норм, в некоторых странах нормы ISO становятся юридически обязательными.
Основные разделы нормативных документов по АЗ были с единодушным одобрением утверждены.
На сегодняшний день в свод норм DIN EN ISO 16484 по АЗ входят аппаратное обеспечение систем АЗ (Раздел 2), стандартизированные функции АЗ (Раздел 3), коммуникационный протокол АЗ (Раздел 5) и проверка совместимости (Раздел 6).
Разделы 1 (“Общая информация и термины”), 4 (“Автоматизация помещения”) и 7 (“Планировка и выполнение проекта”) находятся в стадии разработки.
Содержание международного стандарта EN ISO 16484 по системам АЗ
EN ISO 16484
Раздел 1 “Общая информация и термины”
В Разделе 1 приведен в качестве “словаря” отрасли полный список терминов с их объяснением, сокращениями и аббревиатурами. Он предлагает перевод терминов на английский, французский, русский и немецкий языки.
Главная часть содержит обзор структуры автоматизации здания и описание содержания всех последующих разделов данного нормативного документа и их взаимосвязь, поэтому этот раздел будет подготовлен на завершающем этапе работы. Современный словарь автоматизации зданий, разработанный на сегодняшний день и входящий в состав этого объемного труда, может при необходимости быть затребован у автора настоящей статьи (Hans@Kranz).
EN ISO 16484 — Раздел 2
“Аппаратное обеспечение“
Вторая часть стандарта 2 была официально принята в Германии в октябре 2004 г. В ней описаны требования, которым должны отвечать элементы систем автоматизации зданий.
В их число входят узлы и устройства обслуживания, устройства управления, автоматизированные станции и специализированные блоки управления и регулирования, полевые приборы, проводка и сетевое системное соединение, блоки интерфейсов обмена данными и устройства проектирования и ввода в эксплуатацию. Различные возможности сетевого соединения представлены в графическом исполнении.
(Рис. 1).
В этом функциональном отображении уровней больше не применяется устарелое “пирамидальное изображение” или структурные схемы АЗ с упорядочиванием протоколов обмена данными. Эти методы уже не соответствуют действительности, так как все временные/экспериментальные нормы АЗ были отменены. В новых схемах изображения могут содержаться все применяемые на практике соединения/топологии для устройств автоматизации зданий, они также содержат современные термины для обозначения устройств.
Из предисловия к нормативам по АЗ:
Европейский стандарт EN ISO 16484-2: октябрь 2004 г. “Аппаратное обеспечение АЗ” был разработан при участии технического комитета ISO 205 “Конструкция внутреннего устройства здания” и технического комитета CEN 247 “Автоматизация зданий и управление зданием”.
Данный стандарт, EN ISO 16484–2, совместно с EN ISO 16484–3 заменяет нормы DIN V 32734:1992 “Цифровая автоматизация инженерного оборудования здания – общие требования к планированию и исполнению”.
Он включает в себя немецкую редакцию европейского стандарта EN ISO 16484–2:2004, а также перевод международного стандарта ISO 16484–2:2004 на немецкий язык. В нем содержатся термины и определения, используемые в разделах 2 и 3 стандартов EN ISO 16484.
Различные требования по электрическим и электромагнитным условиям, действующие в Америке, Азии и Европе, описываются в региональных дополнениях к стандартам. Технический комитет CEN 247 и CENELEC 205 организовали с этой целью для Европы совместную рабочую группу.
Эти дополнения касаются регионального применения норм IEC, действующих в области электромагнитной совместимости и электробезопасности (напр. IEC 61000–6–3 ред. 2.0 (2006–07) Электромагнитная совместимость (ЭМС) – Раздел 6–3: Основные стандарты – стандарт излучения для жилых, коммерческих и промышленных объектов).
Европейские спецификации будут содержаться в разделах планируемого стандарта:
• временный EN 50491: Общие требования к системному электрическому оборудованию для частного дома и здания и к системам автоматизации зданий (АЗ); Раздел 5–1: общие требования, условия и испытательные конструкции ЭМС;
• временный EN 50491; Раздел 5–2: требования ЭМС для малых систем, применяемых в жилых, торговых и малых промышленных помещениях, а также на малых предприятиях;
• временный EN 50491; Раздел 5–3: требования ЭМС для крупных систем, применяемых в жилых, торговых и малых промышленных помещениях, а также на малых предприятиях;
• временный EN 50491; Раздел 5–4: требования ЭМС для промышленных зон.
EN ISO 16484 – Раздел 3 “Функции“
В Разделе 3 описаны требования, которым должны отвечать программное обеспечение и функции систем АЗ, специализированные в зависимости от проекта, а также планирование и проектирование самих систем автоматизации. В этом разделе содержится, согласно предписаниям, перечень функций АЗ и введение в способы их применения. Приведено описание функций и дополнительное уточнение их на примерах функциональных блоков.
В основу планировки АЗ легла схема автоматизации, разработанная на базе стандарта DIN EN ISO 10628 “Конструктивные схемы технологического оборудования – общие правила”.
(Рис. 2).
Схема автоматизации устройств, входящих в инженерные системы здания является исходным материалом для определения в планировщике функций информационных точек, функций обработки и обмена данными для полномасштабной автоматизации, а также системно-пользовательского интерфейса (интерфейсов) для обслуживания и управления энергопотреблением и техническим обслуживанием.
Схема устройства, служащая исходным материалом для схемы автоматизации, и технические данные, требуемые для установки исполнительных устройств и распределительного шкафа, должны быть предоставлены планировщиком механического устройства. Примеры схем автоматизации и соответствующих перечней функций АЗ для всех подрядов, отражены в документе VDI 3814–4.
VDI 3814 1:2005 включает в себя планировщик
функций в виде шаблона для табличных вычислений на носителе данных, что в нормативах отсутствует. Однако в общемировом стандарте описан ряд других требований, которым должно отвечать программное обеспечение АЗ, и приведен комплексный пример оборудования.
Ассоциация BIG-EU опубликовала в Интернете таблицу, упорядочивающую объектные типы стандарта BACnet согласно функциям АЗ (см. главу о BACnet и big-eu.org/service/publikationen/).
Компьютерная программа, нейтральная по отношению к производителям систем АЗ (напр. ТРИК (TRIC) компании Мервисофт (Mervisoft)), предлагает возможность создания перечня функций АЗ в формате EXCEL из схемы автоматизации инженерного оборудования.
Набор соответствующих функций, скомпонованный с учетом основных задач или применяемых технических устройств, входит как часть в перечень работ. При размещении подрядов участник может из приложения получить информацию о необходимом аппаратном обеспечении, изготовленном тем или иным производителем.
Планировщик функций используется как вычислительная таблица для документирования и суммирования всех функций автоматизации здания. Функции являются составными частями комплексных программ, обрабатывающих информацию, поступающую от выделенных физических или совместно используемых (shared) информационных точек.
Группирование функций АЗ в планировщике функций, соответствует требованиям того или иного проекта, содержит в одном перечне работ комплексное, готовое к вводу в эксплуатацию описание функций той или иной информационной точки и, соответственно, заданную функциональность устройств.
Таким образом, описание функций включает в себя, как это требуется Порядком размещения подрядов и договоров на строительные работы VOB, все данные по технической обработке и проектированию (инжинирингу), необходимые для той или иной функции, как-то:
• техническое разъяснение постановки задачи, заимствованное из документации производственного планирования (техническое задание),
• проектирование – осуществление планирования монтажа и внутренних работ (обязательства),
• задание адресов, параметров, интерфейсов и способов функционирования для каждой информационной точки,
• техническая обработка и ввод адресов, характеристик, рабочих диапазонов, размеров, единиц СИ, установка программных частей/программ и ввод соответствующих параметров; эта стадия включает в себя маркеры и функции логических схем управления, ввод в эксплуатацию, наладку и функциональное тестирование, инструктаж эксплуатационных служб и документацию.
Поэтому в перечнях строительных работ, составленных с учетом Порядка размещения подрядов и договоров на строительные работы VOB/C DIN 18386 и Перечня стандартных работ STLB 070 не предусматриваются иные плохо поддающиеся расчетам «инженерные работы» по автоматизации зданий. Разумеется, сумма позиций описанный нормативных функций АЗ может быть округлена при размещении заказа.
EN ISO 16484 – Раздел 4 “Приложения” (Автоматизация помещений)
Раздел 4 предназначен для прикладных коммуникационных автоматизированных приложений интегрированной (охватывающей все субподрядные работы) автоматизации помещений и для специальных продуктов, например, для оптимизации автоматизации отопления, вентиляционных конвекторов или фен-койлов, а также для регулирования параметров отдельных помещений, оборудованных устройствами по кондиционированию с постоянным и переменным расходом воздуха (VAV), в том числе и для управления охлаждающими потолками.
Обработка Раздела 4 будет продолжена после завершения Раздела 7 стандартов ISO. К этому времени формирование внутригосударственного мнения в отношении автоматизации помещений, руководствующегося инструкцией VDI 3813, должно быть завершено.
EN ISO 16484 — Раздел 5 “Протокол обмена данными“
Часть 5 включает в себя стандарт BACnet, применяемый в качестве протокола для систем АЗ.
BACnet определяет значительное количество правил, регулирующих обмен системных блоков кодированными данными, содержащими бинарную, аналоговую и буквенно-цифровую информацию, за счет чего обеспечивается их взаимодействие.
Коммуникационные объекты протокола предлагают возможность идентификации информации и доступа к ней без знания подробностей внутреннего устройства или конфигурации связанных между собой блоков.
BACnet – американский стандарт ANSI/ASHRAE 135, – был заимствован ISO и CEN, которые дополнили его в соответствии с запросами Японии и Европы.
Команда ASHRAE с самого начала вовлекла в работу заинтересованных европейцев. Результатом этого является принятие стандарта KNX (EIB) в качестве нормативной составляющей стандарта BACnet (Глава H.5 “Использование BACnet в сочетании с EIB/KNX) (Рис. 4).
В августе 2006 г. KNXnet/IP был единодушно утвержден в качестве европейской нормы “Электронных систем для частного дома и здания” EN 13321-2. Информация KNX, используемая в объектах BACnet, может быть получена из компьютерной программы ETS (Engineering Tool Software).
Целью включения KNX в BACnet является всеобъемлющая и отлаженная интеграция системной техники здания в систему автоматизации здания и легкость проектно-конструкторских работ.
BACnet определяет сервисы и объекты обмена информацией для устройств обработки данных и автоматизации, используемых для регулирования работы устройств по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха и охлаждению, а также других инженерных систем здания.
Этот протокол включает в себя значительное количество объектов, за счет чего обеспечивается обмен кодированными данными, содержащими бинарную, аналоговую и буквенно-цифровую информацию, относящуюся, в частности к:
• вводу измеренных значений – объекты для ввода аналогового значения;
• выводу контрольного/заданного значения – объекты для вывода аналогового значения;
• вводу измеренного значения;
• вводу извещения – объекты для ввода бинарного значения, объекты для ввода многоуровневого значения;
• выводу программы переключения – объекты для вывода бинарного значения, объекты для вывода многоуровневого значения;
• виртуальным значениям – объекты для аналогового значения, объекты для бинарного значения, объекты для многоуровневого значения, объекты измеренного значения
• объекты среднего арифметического, объекты трендов;
• строке символов;
• данным по временному плану;
• данным по авариям и событиям
• файлам
• программам (параметрам) автоматизации.
В протоколе BACnet каждая система автоматизации здания описывается как совокупность структур данных, называемых объектами, чьи свойства отражают различные аспекты аппаратного и программного обеспечения, а также управления устройствами.
Эти объекты обеспечивают возможность идентификации данных доступа к ним без знания подробностей исполнения или конфигурации внутренних устройств.
Отрасль АЗ делает ставку на BACnet в первую очередь по стратегическим причинам – в силу того, что существует необходимость в специализированном протоколе под нужды отрасли, который мог бы быть принят на общемировом уровне. BACnet обладает требуемой функциональностью и гибкостью и поддерживает на стандартизированной основе расширения согласно потребностям той или иной компании.
С технической точки зрения, BACnet стандартизированным образом поддерживает комплексные обработки запросов, например предупредительный сигнал изменения состояния (Change of State, COS), ведение архивов и журнала событий, состояние приборов, временные и календарные функции, распределение сигналов и т.д.
Обзор возможностей интеграции других инженерных систем, необходимых, например, для сигналов о пожаре и взломе, контроля доступа в здание, управления техническим обслуживанием и состоянием объекта, представлен на Рис. 2.
Как показывает опыт, определение метода обмена данными (“протокола”) необходимо, но не является достаточным.
Для осуществления практических проектов требуется, чтобы все функции разнообразных продуктов, систем и устройств были точным образом настроены по отношению друг к другу.
В каждом случае ответственность за их координацию должна быть закреплена договором с учетом того, что взаимные договорные обязательства между различными поставщиками систем, которые должны быть связаны друг с другом, как правило, отсутствуют.
В кругах специалистов Союза немецких инженеров VDI ведется разработка инструкций для новых “коммуникационных” технологий: рабочая группа VDI 3814-5 работает над системной интеграцией автоматизации здания, а рабочая группа VDI 6010-1 – над функциональностью комплексных системных интерфейсов, применяемых в системах безопасности здания. Их применение защищает все вовлеченные стороны от неприятных «сюрпризов» на строительных объектах.
EN ISO 16484 – Раздел 6 “Обмен
данными – проверка совместимости“
В Разделе 6 описываются технические требования, которым должна отвечать среда и методы тестирования, необходимые для проверки совместимости работы продуктов систем автоматизации с протоколом.
Степень совместимости функций, представленных в “Свидетельстве о соответствии реализации протокола” (Protocol implementation conformance statement, PICS), определяется в нормативном процессе тестирования. Кроме этого, ведется описание требований, необходимых для качественной оценки испытуемой системы. Список продуктов, принявших участие в тестировании, публикуется на официальной веб-странице BACnet (напр., bacnet.org).
EN ISO 16484 – Раздел 7 “Планирование и выполнение проекта”
В Разделе 7 описывается структурированный способ планирования, размещения подрядов и выполнения проектов по автоматизации зданий и системной интеграции.
Он включает в себя всю последовательность процессов построения системы, – от постановки задачи до сдачи объекта в эксплуатацию, – с учетом специальных требований и процедур, требующихся в случае объединения не связанных друг с другом систем (основываясь на инструкции VDI 3814–5).
Объединения не связанных друг с другом систем включают в себя продукты, системы и устройства с интегрированными интерфейсами, напр. охлаждающие устройства, отопительные котлы, насосы, лифты. Для успешного проведения такой интеграции без возникновения неожиданной сверхсметной стоимости требуется определение подходящего протокола обмена данными и сетевой технологии.
Согласно этой части стандарта необходимым будет описание согласованных друг с другом функций различных продуктов, систем и устройств, а также определение инстанции, ответственной за системную интеграцию.
Планирование АЗ согласно общемировому стандарту – почетная задача
Сегодня расчет затрат на оборудование для определения суммы контракта, проводимый согласно функциям АЗ по DIN EN ISO 16484-3, является более целесообразным методом, чем расчет по ранее общепринятым позициям аппаратного обеспечения системы АЗ.
Интеллектуальный труд инженера-консультанта можно адекватно оценить только по позициям функций АЗ в перечне работ.
В силу того, что планировщик четко документирует свои идеи с помощью нормированных функций, используя при этом схему автоматизации и перечень информационных точек, расширенный до перечня функций АЗ, производитель оборудования получает возможность рассчитать свои затраты в ценовом выражении, а не просто приблизительно оценить их.
Благодаря тому, что функции полностью и понятно описаны в перечне работ, заказчики и эксплуатационные службы четко видят получаемую ими функциональность и отдачу от тех или иных устройств.
В случае возникновения сомнений никто не чувствует себя обманутым.
Нормированные функции АЗ были согласованы в результате совместной работы основных компаний – участников рынка (заказчики строительных работ, консультирующие инженеры, производители АЗ и компании-производители отопительного, вентиляционного и кондиционирующего оборудования).
Затем они были утверждены как технические правила и закреплены в Порядке размещения строительных подрядов и договоров на строительные работы (Общие технические правила ATV DIN 18386).
Статьи по теме:
Умный дом, как основа построения дома будущего
Умный дом от Gira
Что такое Интеллектуальное Здание?
10 вопросов специалистам. Российский рынок автоматизации зданий
BACnet и KNX: открытые стандарты, дополняющие друг друга.
BACnet на «полевом» уровне: ЗА или ПРОТИВ?
BACnet работает на Почту Германии.
BACnet web- сервисы.
Энергосберегающие технологии и комплексная автоматизация Siemens.