Разработка интеллектуальной системы управления энергопотреблением офисного здания

Введение 4
1 Анализ существующей системы энергоснабжения офиса 10
1.1 Питающие электрические сети 10
1.2 Система СКС 11
1.3 Система охраны и видеонаблюдения 13
1.4 Система контроля и управления доступом 14
1.5 Система предотвращения протечек воды 16
1.6 Система кондиционирования 17
1.7 Система пожаробезопасности 18
1.8 Система учета потребляемой энергии 23
1.9 Система электроснабжения 26
2 Выбор и сравнение оптимального оборудования для реализации
интеллектуальной системы управления энергопотреблением 29
2.1 Выбор оборудования для автоматизации питающих сетей офисного
здания 31
2.2 Выбор оборудования для автоматизации систем пожаробезопасности40
2.3 Выбор оборудования для автоматизации системы оповещения и
эвакуации людей при пожаре 50
2.4 Выбор оборудования для системы предотвращения протечек воды .. 54
2.5 Выбор оборудования для автоматизации системы освещения 56
2.6 Выбор оборудования для автоматизации системы учета
электроэнергии 61
3 Анализ показателей эффективности от внедрения интеллектуальной
системы управления 67
3.1 Эксплуатационные расходы до и после внедрения интеллектуальной
систем управления 68
3.2 Повышение производительности труда сотрудников 70
3.3 Стоимость внедрения интеллектуальной системы управления 72
Заключение 76
Список используемых источников 77
Купить

В наши дни набирает актуальность вопрос о повышении надежности и снижения эксплуатационных издержек объектов общественного пользования. Согласно статистике, приблизительно 30-40% аварийных ситуаций происходят по техническим причинам, в то время как на остальные 60-70% приходится человеческий фактор. Из приведенных цифр становится очевидным, что для повышения надежности электроснабжения, необходимо свести к минимуму вероятность человеческой ошибки. Автоматические системы управления зданием способны устранять аварийные ситуации без вмешательства человека.
Важность внедрения автоматизации инженерных систем обозначена и на законодательном уровне [22]. Так в актуальных версиях федеральных законов [23] прописывается необходимость оснащения зданий техническими устройствами для автоматического отключения подачи воды, возможность автоматического регулирования параметров микроклимата помещений, наличие аварийного освещения с питанием от автономного источника, а также автоматического пожаротушения. Для жилых и общественных зданий требования к автоматизированной системе управления и диспетчеризации инженерным оборудованием прописаны в СП 256.1325800.2016 [15].
Рынок коммерческой недвижимости Российской Федерации постепенно переходит к внедрению систем «smart office», или «умного офиса», с целью повышения эффективности офисных объектов и снижения расходов на их эксплуатацию.
«Умный офис» должен быть снабжен отлаженной автоматизированной системой электроснабжения, которая состоит из следующих подсистем:
- автоматическая система управления инженерным оборудованием;
- одстема управления пожаротушением и эвакуацией людей в случае пожара;
- одстема охранной сигнализации;
- система видеонаблюдения;
- система телефонной связи и Internet;
- система контроля и управления доступом;
- система технического и коммерческого учёта энергоресурсов.
Все данные системы объединяются в центральном пульте индикации и управления зданием, т.е. ЦПУ. Центральный пульт управления является компьютером, на котором установлено необходимое программное обеспечение и специальные программы с помощью которых обеспечивается управление и мониторинг всех систем офисного здания.
За счет внедрения автоматизации инженерных систем можно добиться рационального использования электроэнергии офисным зданием. Важнейшим моментом является автоматизация широкого функционала таких систем как освещение и вентиляция, так как именно они потребляют 60-70% от всей энергии здания. При автоматизации системы освещения становится возможным поддерживать заданный уровень освещенности в зависимости от времени суток, погодных условий, а также присутствия или же отсутствия людей в офисном помещении, что позволяет не только значительно сэкономить потребление электроэнергии, но и увеличить эксплуатационный срок используемых ламп. Такие принципы управления освещением могут быть реализованы за счет использования многофункционального годового таймера, датчиков присутствия, освещенности и прочих элементов управления. Для осуществления дистанционного управления освещением отдельных помещений, или же всего офиса, осветительное оборудование должно быть подключено к сети «Internet». Так любой работник офиса может с помощью своего смартфона подключиться к офисному Wi-Fi роутеру и через специальное приложение осуществить включение и отключение определенной группы светильников. При автоматизации системы вентиляции появляется возможность выполнять запуск не всех элементов системы, а лишь той конкретной её части, которая, в данный момент, необходима для работы. В соответствии с СП 60.13330.2016, ст. 71 «уровень автоматизации и контроля систем следует выбирать в зависимости от технологических требований, экономической целесообразности и задания на проектирование» [19].
Также, под влиянием современных факторов, инструменты системы «smart office» должны предусматривать возможность комфортной удаленной работы сотрудника. Это становится возможным благодаря облачным технологиям, за счет которых также можно сэкономить средства на сопровождение и обслуживание технических устройств.
С помощью автоматизации инженерных систем офисного здания улучшается производительность труда рабочего персонала.
Высокоскоростной Internet, современные приложения, программное обеспечение, система климат-контроля, позволяет создать достаточно удобные условия для работы сотрудников, также система автоматического контроля уровня освещенности даёт возможность снизить нагрузку на глаза при длительных зрительных работах.
Говоря о недостатках внедрения системы «smart office» можно упомянуть определенное удорожание проекта, сложности при разработке технического задания (ТЗ), проектировании и эксплуатации, в связи с малым опытом работы специалистов с данной системой. Также стоит учитывать возможные бытовые проблемы, которые связанны с индивидуальным восприятием сотрудников. Так могут возникнуть споры внутри коллектива относительно уровня освещенности и температуры внутри помещения, но в процессе конфигурирования систем офиса под себя, настроив все необходимые параметры, должен произойти обратный эффект с полным удовлетворением потребностей работников офиса.
Совокупность плюсов и минусов в полной мере раскрывают необходимость внедрения интеллектуальной системы управления инженерными системами. Грамотный и тщательный подход к проекту построения инфраструктуры системы «smart office», позволит создать надежную и экономичную систему управления, а период ее окупаемости может составить всего 2-3 года, при этом основными показателями в процессе окупаемости будут значительное уменьшение эксплуатационных издержек и увеличение производительности труда сотрудников.
Описание объекта исследования.
Размеры здания в осях А-И/1-7 составляет 37,9x22 м. Офисные помещения занимают второй и третий этаж в трехэтажном здании, первый этаж занимают другие небольшие коммерческие организации. Высота этажа составляет 2,7 м. Уровень пола офисного здания принят за отметку +0.0 м. Уровень пола первого этажа -0.0 м. Здание введено в эксплуатацию в 2008 году.
Территориально здание находится в Самарской области. Климатическая зона - II.
Несущие стены здания выполнены из кирпича, а стены внутри коммерческих помещений выполнены из негорючих гипсокартоновых перегородок. Категория пожароопасности Д (пониженная пожароопасность).
Электроснабжения офиса в данный момент осуществляется по двум кабельным линиям от блочной комплектной трансформаторной подстанции, далее именуемой БКТП 10/04 кВ мощностью 320 кВА.
Тип системы заземления TN-C-S. Питание вводно-распределительного устройства офиса, по степени надежности электроснабжения, относится ко второй категории. Устройства пожарной сигнализации, аварийное освещение - к первой категории.
Суммарная потребляемая мощность офиса составляет 200 кВт, а основными потребителями являются системы освещения, вентиляции и кондиционирования, компьютерные сети.
Водоснабжение и канализация офиса реализована от городских сетей.
В офисе размещаются следующие помещения: рабочие помещения, помещение бухгалтерии, серверная, сан. узел, помещение уборочного инвентаря, кабинет директора, кабинет главных инженеров, помещение архивариуса.
Кровля здания является эксплуатируемой, на ней располагаются вентиляторы дымоудаления. По периметру кровли расположен парапет высотой 1,2 м.
Общая площадь офисного пространства - 834 м2.
Планировка офисных помещений представлена на рисунке 1.
Целью магистерской диссертации является снижение эксплуатационных затрат на содержание офисного здания за счет внедрения интеллектуальной системы управления.
Задачами магистерской диссертации являются:
- анализ структуры системы электроснабжения офисного здания;
- разработка системы интеллектуального управления системами офисного здания;
- оценка энергоэффективности внедрения интеллектуальной системы управления офисным зданием.

Купить