Мониторинг и управление инженерными системами зданий и сооружений

Современные здания и сооружения требуют продуманных инженерно-технических систем для успешной эксплуатации. При разработке таких систем необходимо учитывать не только удобство использования, но и оптимальность расходов на монтаж и обслуживание. Кроме того, требуется предусмотреть меры для предотвращения и преодоления возможных чрезвычайных ситуаций.

Чем больше объект, тем сложнее организованы его системы, такие как системы безопасности, обеспечения теплом, водой, электроэнергией, телекоммуникаций. Для управления эксплуатацией объекта используются комплексные системы мониторинга и 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.

Ключевыми принципами построения системы СМИС являются автоматизация и диспетчеризация, которые позволяют управлять инженерными системами более эффективно и быстро. Автоматизирование значительно уменьшает роль присутствия человеческого фактора в процессе управления системами и помогает улучшить их работоспособность. Диспетчеризация, в свою очередь, дает возможность управлять оборудованием прямо из диспетчерского пункта на основе полученной визуализированной информации.

Для обеспечения этих двух принципов в системе СМИС необходимы следующие компоненты:

• Измерительные приборы, средства автоматизации и исполнительные механизмы.
• Многофункциональная кабельная система.
• Проводные и беспроводные сети передачи данных.
• Автоматизированный диспетчерский пункт управления.
• Сертифицированное программное обеспечение.
• Административные ресурсы.

Эти компоненты обеспечивают автоматизацию процессов управления, а также контроль и мониторинг работы инженерных систем, что позволяет существенно повысить эффективность работы системы в целом.

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 систем управления связанных с безопасностью объекта - это не только ответственный шаг, но и экономически целесообразный. Кроме того, это позволяет обеспечить требования компетитивного рынка и спланировать расходы ресурсов. Например, системы мониторинга потребления электроэнергии обеспечивают следующие преимущества:

• Избежание штрафов за превышение лимита электроэнергии.
• Планирование и прогнозирование потребления электричества.
• Выявление несанкционированных подключений и невыполнение энергосберегающих программ.
• Объективный контроль выполнения энергосбережения программ и сбор данных для отчетности и статистики.
• Снижение расходов на электроэнергию до 15%.

Внедрение систем управления для крупных предприятий может сэкономить миллионы рублей в год. Особенно актуальное значение имеет в отраслях оборонного производства, ядерной энергетике и сетевых поставщиков электроэнергии, что подтверждается нормативными документами, такими как ФЗ от 23.11.2009 г. № 261 "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ" и ПП РФ от 04.05.2012 г. № 442 "Основы функционирования розничных рынков электрической энергии".

Фото: freepik.com