СТРОИМ УМНЫЙ ДОМ

Часть 7. Комплексная безопасность.

 

 

Мысли об оставленном включенном утюге или кипятильнике, незакрытом кране или окне могут серьезно испортить настроение и нарушить привычный ритм жизни до момента разрешения сложившейся ситуации. И наш умный дом утратил бы всю свою привлекательность, если бы не обеспечивал максимальную (в разумных пределах) безопасность обитателей и их имущества.

Безопасность здания тесно вплетена в основные алгоритмы управления и проявляет себя только в тех случаях, когда имеющиеся программно-технические средства не в состоянии самостоятельно справиться с возникшей ситуацией, и появляется угроза безопасности людей и имущества. То есть для принятия решения необходим человек. Он должен быть оповещен, снабжен необходимой информацией и иметь в распоряжении организационно-технические возможности для разрешения опасной ситуации. Вот эти задачи и должна решать подсистема комплексной безопасности здания, которая включает в себя:

Ø      контроль режимов работы инженерных подсистем – электро-, водо-, тепло- и газоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха, освещения, канализации и др.;

Ø      контроль параметров микроклимата в помещениях;

Ø      мониторинг состояния строительных конструкций здания и параметров окружающей среды с целью предотвращения их разрушительного воздействия на здание или элементы его инженерных подсистем;

Ø      пожарная безопасность, водо- и газобезопасность;

Ø      контроль доступа к помещениям здания;

Ø      информационная безопасность – предотвращение несанкционированного доступа в систему управления зданием и его ресурсами[1].

 

Контроль режимов работы инженерных подсистем

Каждая инженерная подсистема может оказаться в нештатном или аварийном состоянии, которые идентифицируются непосредственно самим контролирующим оборудованием этой подсистемы или косвенным путем другим оборудованием. И если в первом случае мы можем получить сигнал ошибки и расшифровать ее природу, то во втором случае нам предстоит самим решать задачу мониторинга состояния. Например, факт включения двигателя модулем бинарного выхода (см. журнал "Электропанорама" № 2-2001) мы можем определить следующими способами:

Ø      коммуникационный объект "состояние" модуля бинарного выхода подтвердит нам факт замыкания управляющего контакта реле, коммутирующее питание двигателя, и ничего не скажет о том, включился ли он;

Ø      дополнительный датчик, фиксирующий появление электромагнитного поля вокруг двигателя, даст информацию о факте подачи напряжения на статор двигателя, но ничего не скажет о том, начал ли он вращаться;

Ø      и лишь дополнительный датчик, фиксирующий вращение вала двигателя, даст нам информацию о том, что поставленная цель - запустить двигатель - достигнута.

Этот модельный пример показывает, что при проектировании системы управления зданием необходимо оценить целесообразность и глубину организации обратной связи от инженерного оборудования, чтобы обеспечить требуемый уровень безопасности и заданное время восстановления работоспособности.

Итак, в зависимости от степени интеграции с инженерным оборудованием мы можем получать сигналы тревоги следующим образом:

Ø      при наличии EIB-совместимого контроллера инженерного оборудования мы получаем полный доступ из системы управления зданием к кодам ошибок и имеем возможность дистанционно их анализировать;

Ø      В противном случае мы может получить информацию о тревоге или аварии в виде сигнала "1" на бинарном входе EIB-устройства, например, "аварийная остановка установки". При его появлении код ошибки можно получить по месту установки контроллера оборудования или попытаться косвенным путем определить причину аварии.

 

Контроль параметров микроклимата в помещениях

Обычно микроклимат в помещениях определяется температурой и влажностью воздуха, концентрацией CO₂ в помещениях, где не курят, концентрацией так называемых смешанных газов VOC в зонах курения. Микроклимат управляется подсистемами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ), в составе которых имеются соответствующие датчики. Система управления зданием следит за выходом регистрируемых параметров за допустимые уровни, что свидетельствует о неисправности оборудования ОВКВ. 

 

Мониторинг состояния строительных конструкций здания и параметров окружающей среды

Подвижки грунтов, сезонное или постоянное поднятие уровня грунтовых вод постепенно могут привести к разрушению здания. Тому немало свежих примеров в Запорожье и Днепропетровске. Установленные датчики влажности грунта и специализированные датчики, регистрирующие изменения в строительных конструкциях, позволяют заранее определить опасные процессы в здании и тем самым дать время для разработки предупредительных мероприятий.

Ветер, осадки также могут нанести вред. Имея погодную станцию, включающую датчики температуры, освещенности, дождя (см. рис. 1) и ветра (см. "Электропанорама" № 4-2001, измеряется скорость в диапазоне от 0.7 до 40 м/с), можно оперативно отреагировать, например, убрать раздвижные навесы, чтобы их не сорвало сильным ветром, закрыть окна на крыше, чтобы их не залило дождем и т.п.

 

Пожарная безопасность, водобезопасность

Система управления зданием не является заменой специализированных систем пожарной безопасности.   Датчик дыма (см. рис. 2) предназначен для заблаговременного обнаружения пожара. С помощью оптической системы без радиоактивных компонент он идентифицирует появление дыма, а система контроля температуры фиксирует резкое повышение окружающей температуры. При этом устройство посылает в шину сигналы тревоги. Кроме того, устройство посылает текущее значение температуры, а по запросам программы визуализации выдает значение плотности дыма. При демонтаже чувствительного элемента, устройство шинного сопряжения посылает в шину телеграмму о неисправности устройства.

Датчики воды (см. рис. 3) фиксируют ее появление в характерных зонах пола. Реакцией на это может быть перекрытие соответствующих трубопроводов кранами с электроприводом.

 

Электробезопасность

Многие ситуации, возникающие в системах электроснабжения, (пониженное напряжение, перенапряжение, исчезновение фазы, не симметрия, факт отключения автомата защиты, коммутация линий и т.п.) должны обрабатываться не только автоматикой электрической защиты, но и системой здания.   Для решения этой задачи существует много технический решений. Самое распространенное - это сигнальные и защитные реле (см. рис. 4), настроенные на определенные режимы и информирующие внешний мир о происходящем своими контрольными контактами. Для подключения таких реле к EIB-инсталляции используются все те же модули бинарного входа.

Контроль доступа

Магнитные контакты, фиксирующие открытие окон и дверей, электрические замки, датчики разбития стекла, барьерные датчики, датчики движения (см. рис. 5) - это далеко не полный перечень датчиков, задействованных в организации контроля доступа к помещениям. Для их подключения к EIB-инсталляции используются модули бинарного ввода в виде, например, клавишного интерфейса (см. рис. 6). Этот модуль позволяет подключить до четырех источников сигналов, удаленных от него не более чем на 1 м, и обладает самым низким показателем стоимости 1 канала.

Кроме  того, есть специализированные модули, например зонный контроллер Siemens N266, который не только принимают сигналы от датчиков, но и определяет разрыв и замыкание шлейфа, хранит сигналы тревоги и имеет возможность тестировать датчики.

 

Отчеты и отработка аварийных и нештатных ситуаций

Сигналы тревоги должны быть запротоколированы и обработаны за определенное время. Протоколирование и обработка сигналов может вестись на нескольких уровнях системы управления.

На уровне электрических инсталляций сигналы могут запоминаться в специализированных EIB-модулях, занятых слежением за трафиком телеграмм. Люди могут быть оповещены по месту об опасной ситуации с помощью световой индикации и модуля голосовых сообщений, например, Merten REG-K (см. рис. 7). Этот модуль выдает на динамики, отнесенные от него на расстояние до 100 м, одно из восьми записанных предварительно сообщений.  Кроме того, он имеет 4 бинарных входа для подключения магнитных контактов, датчиков разбития стекла, датчиков движения и т.п.

На уровне оператора/пользователя отображение и протоколирование ведется в программе визуализации, которая должна для этого постоянно работать. Здесь возможно указание места аварии на планах здания, накопление и более глубокий анализ возникшей ситуации.

Для каждой нештатной или аварийной ситуации необходимо предусмотреть сценарии работы инженерных подсистем, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей и минимизирующие ущерб.

 

Особое значение имеет включение в сценарии работы инженерных подсистем мероприятий, снижающих вероятность возникновения нештатных и аварийных ситуаций. Примерами таких мероприятий могут быть: перекрытие воды в санузлах и снятие напряжения с бытовых розеток в нерабочее время

 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

1.      Техническое описание "Building Management Systems with Siemens instabus EIB. Technical Manual 2000".

2.      Технические описания систем управления зданиями от SBT Landis & Staefa.

3.      Технические описания EIB продукции компаний Merten, Gira.