Задача повышения энергоэффективности зданий, подразумевающая уменьшение их энергопотребления и, как следствие, углеродного следа, а также расходов на коммунальные платежи, при одновременном создании комфортных условий проживания и высокого качества микроклимата находится в центре внимания многих стран мира.
Одним из инструментов, вносящих свою лепту в достижение поставленных целей, является система «умный дом» – комплексное цифровое решение, позволяющее управлять неограниченным количеством устройств, обеспечивающих выполнение отдельных процессов. Рассмотрим преимущества данной цифровой технологии и актуальность внедрения таких систем в новых жилых домах.
Задача повышения энергоэффективности зданий, подразумевающая уменьшение их энергопотребления и, как
следствие, углеродного следа, а также расходов на коммунальные платежи при одновременном создании комфортных
условий проживания и высокого качества микроклимата, находится в центре внимания многих стран мира. Одним из инструментов, вносящих свою лепту в достижение поставленных целей, является система «умный дом» – комплексное цифровое решение, позволяющее управлять неограниченным количеством устройств, обеспечивающих выполнение отдельных процессов.
В статье рассматриваются преимущества данной цифровой технологии и актуальность внедрения таких систем в новых жилых домах.
Системы «умный дом» полностью или частично встречаются во многих новых домах, поскольку застройщики уже на этапе проектирования предусматривают установку умного инженерного оборудования, встраивая его в зоны общественного пользования и повышая тем самым конкурентоспособность таких домов [1]. Кроме того, пользователи, стремясь к улучшению своих жилищных условий, внедряют комплексные решения, снижающие энергозатраты, повышающие качество жизни и безопасность проживания. По сути «умный дом» представляет собой автоматизированный контроль процессов, регулирование приборов освещения, отопления, кондиционирования, а также мониторинг безопасности работы всех этих систем, что в совокупности позволяет значительно уменьшить расходы на содержание жилых помещений.
В настоящее время используются различные варианты систем «умный дом». Одновременно разрабатываются более
совершенные системы, основанные на разных платформах автоматизации. Однако цель всех таких систем – энергоэффективность, безопасность и комфорт.
Что такое умный дом?
Что понимается под системой «умный дом»? Согласно [2], умный дом представляет собой цифровые технологии, обеспечивающие функционирование различных систем жизнеобеспечения жилого помещения посредством оборудования, оснащенного современными средствами автоматизации и роботизации. В [3] технология умного дома показывается как оснащение всех систем сигнализации, контроля доступа, наблюдения, климата, водоснабжения и энергоснабжения датчиками и оборудованием, которыми возможно управлять. По [4], умный дом представляет собой совокупность устройств, объединенных единой сетью, которые позволяют управлять всеми основными системами жилища при помощи смартфона, планшета или любого другого устройства.
В [5] считается, что умный дом может быть представлен системами освещения, климата, безопасности, задача которых
состоит не только в экономии ресурсов, но и в повышении комфорта жизнедеятельности людей и качества управления
всеми процессами. Таким образом, по сути, все представленные определения позволяют сформулировать понятие
системы «умный дом» как автоматизированного комплекса решений, способствующего управлению и использованию систем жизнеобеспечения жилых помещений при максимально высоком качестве.
Цель внедрения умного дома – повышение комфортности проживания в квартире, оснащенной этой системой,
энергосбережение и снижение стоимости коммунальных услуг. Умный дом может управлять практически всеми основными инженерными системами:
• теплоснабжением и отоплением (теплогенерирующие установки, оборудование тепловых пунктов, определение
тепловой мощности систем отопления, оборудование систем отопления);
• вентиляцией и кондиционированием воздуха (обеспечение параметров наружного и внутреннего воздуха, организация воздухообмена, основное оборудование); • водоснабжением зданий и отдельных объектов (вводы водопровода и водомерные узлы, трассировка водопроводных сетей, насосные установки, противопожарные водопроводы);
• системами канализации зданий и отдельных объектов (материалы и оборудование, трассировка сетей внутренней
канализации, внутренние водостоки);
• мусороудалением (стволы мусоропроводов, камеры мусоросборников, вентиляция стволов и камер, очистные
устройства, противопожарная система мусоропроводов);
• электроснабжением и интеграцией управления (электроустановки, системы электропитания и заземления,
молниезащита, защита групповых сетей, автоматическая стабилизация напряжения, бесперебойное и аварийное
электропитание); • освещением (системы управления энергосбережением, управление освещенностью в зависимости от времени дня,
дизайн света внутри и вне помещений);
• лифтовым хозяйством и эскалаторами (кинематические схемы, строительные требования доступности, приемка в
эксплуатацию);
• системами безопасности (системы контроля доступа, охранная и пожарная сигнализация, системы пожарного оповещения, средства пожаротушения и огнезащиты).
Каждая из указанных систем выполняет возложенные на нее функции, которые контролируются с помощью внешних датчиков и единой панели управления [6]. Так, управление теплогенерирующей установкой, оборудованием тепловых пунктов позволяет определять тепловую мощность и подбирать оборудование для системы отопления, а управление системой вентиляции обеспечивает необходимый уровень воздухообмена и т. п.
Функции системы «умный дом»
Все эти системы встраиваются в единое интегрированное решение – умный дом, которое выполняет следующие
функции:
• снижение затрат на энергию и обслуживание;
• поддержание комфортных условий в помещениях;
• повышение надежности и эффективности инженерного
оборудования;
• продление срока службы инженерного оборудования;
• повышение компетентности обслуживающего персонала;
• ослабление негативного влияния на окружающую среду.
Из всех этих функций наиболее важными считаются достижение комфорта и энергосбережение [8]. Несмотря на
то, что эти два фактора вступают в некоторое противоречие, система «умный дом» обеспечивает их достижение в следующих аспектах:
• удобство проживания: комфорт достигается благодаря тому, что системы автоматизации позволяют настраивать параметры освещения, температуры и вентиляции в соответствии с предпочтениями, создавая комфортную среду, а благодаря автоматическому регулированию инженерных систем обеспечивается оптимизация и снижение энергозатрат (энергосбережение);
• управление: возможность дистанционного контроля всех систем с помощью смартфонов или планшетов добавляет удобства и гибкости. Потребление энергии отслеживается в реальном времени, предоставляя данные для анализа
и оптимизации, что позволяет достичь энергосберегающего эффекта;
• адаптация: умные технологии адаптируются к графику жильцов, автоматически настраивая работу инженерных
систем в зависимости от привычек и потребностей пользователя, достигая максимального комфорта. Энергосберегающие технологии способствуют снижению углеродного следа и поддерживают экологические инициативы.
То есть умные технологии подстраивают работу систем жизнеобеспечения к потребностям пользователей,
повышают экологичность проживания, отслеживают уровень потребления энергии и предоставляют возможность дистанционного контроля за всеми системами [9]. Определим, насколько система «умный дом» влияет на энергоэффективность жилых домов.
Актуальность и стимулирование использования системы «умный дом»
Оценим эффективность системы «умный дом» на примере системы электроснабжения, сравнивая ее с классическим вариантом проектирования электрики (табл. 1). В результате сравнения основных параметров видно, что система «умный дом» имеет множество преимуществ и способствует энергосбережению.
Также сравним затраты на коммунальные платежи с использованием системы «умный дом» и без нее.
Расчет (табл. 2) выполнен для квартиры площадью 37 м2 , расположенной в Екатеринбурге, где отопительный период длится с 15 сентября по 15 мая, то есть 8 мес. Сравнение расходов на коммунальные платежи при использовании системы «умный дом» и без нее также подтверждает преимущества ее использования. Можно видеть (табл. 2), что экономия за счет отопления и электроснабжения составляет 2477,9 руб. в месяц, то есть плата за коммунальные услуги снижается в два раза: с 6173,0 до 3695,1 руб.
Если условно принять, что ежемесячный расход энергии на отопление и электроснабжение не меняется в течение года, то годовая экономия на коммунальных платежах благодаря использованию системы «умный дом» достигнет
21230,8 руб. (табл. 3).
При стоимости системы «умный дом» 60 тыс. руб. она окупится менее чем за 3 года, но возможно, и быстрее, учитывая ежегодный рост тарифов на энергоносители.
Можно констатировать, что система «умный дом» способствует снижению потребления наиболее дорогих энергоресурсов, а значит, позволяет существенно экономить на коммунальных платежах.
Неслучайно в последние годы система «умный дом» стала одним из факторов конкурентоспособности застройщиков, которые предлагают дома, оборудованные такой системой [11].
Поэтому целесообразно на законодательном уровне разработать рекомендации по включению системы «умный
дом» в перечень обязательных элементов при оснащении жилых помещений данными системами. Также необходимо сделать обязательным обустройство этими системами общих пространств и общественных территорий. Актуально рассмотреть возможность государственной поддержки и субсидирования застройщиков, устанавливающих системы «умный дом» в жилых домах, что позволит повысить их энергоэффективность.
По теме:
