Мониторинг и управление инженерными системами зданий и сооружений

Нынешняя эксплуатация современных зданий и других сооружений практически неосуществима без инженерно-технических систем, лежащих в их основе. Однако, разработка этих систем не должна ограничиваться лишь вопросами комфортности эксплуатации, но также должна учитывать и оптимальность затрат на монтаж и управление системами. Кроме того, крайне необходимо предусмотреть меры, которые помогут избежать непредвиденных ситуаций в экстремальных обстоятельствах.

Чем больше размерность объекта, тем более сложно становятся его системы безопасности, обеспечения необходимыми коммуникациями и ресурсами, такими как тепло и электроэнергия. Управление и обслуживание объектов решаются через комплексные системы мониторинга, а также специализированные системы 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.

Управление сетями: основные нормативные требования

Для эффективного мониторинга инженерных систем необходимо соответствовать определенным правилам и стандартам. Одним из таких стандартов является ГОСТ Р 22.1.12-2005, который содержит базовые положения по организации мониторинга инженерных систем. Кроме того, данный стандарт включает в себя два приложения.

Первое приложение (справочное) регулирует порядок создания структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами. Оно также определяет информационное взаимодействие органов повседневного управления РСЧС с потенциально опасными объектами, зданиями и сооружениями.

Второе приложение (обязательное) – это программа комплексных испытаний, которая содержит требования к комплексам информационно-вычислительных структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Также она определяет методы их испытаний.

ГОСТ Р 22.1.14-2013 устанавливает требования к комплексам информационно-вычислительных структурированных систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. В нем также определены методы их испытаний.

Системы мониторинга и управления инженерными системами должны соответствовать следующим базовым требованиям:

• обеспечивать автоматизированный контроль и управление для предотвращения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;
• иметь масштабируемость;
• быть интегрируемыми с другими информационными системами мониторинга и управления;
• иметь автоматический режим работы.

Объекты мониторинга инженерных систем: какие из них нуждаются в повышенном внимании?

Важно знать, что не каждый объект требует круглосуточного контроля за инженерными системами. Согласно нормативным требованиям, инженерные системы следующих объектов обязательно должны находиться под постоянным мониторингом, их нельзя запустить в эксплуатацию без системы мониторинга:

• Потенциально опасные промышленные объекты, такие как атомные и гидроэлектростанции;
• Речные и воздушные порты;
• Мосты;
• Объекты метрополитена;
• Строения, предназначенные для массового пребывания людей;
• Крупные заводы и фабрики, где работает более 10 тысяч человек;
• Высотные и уникальные объекты;
• Административные здания и офисные центры;
• Гостиничные здания.

Кроме того, внедрение систем мониторинга инженерных систем может быть выгодно с экономической точки зрения, а также соответствовать целям Федерального закона «Об энергосбережении в Российской Федерации». Это может быть полезно для таких объектов, как торговые центры, ИТ-компании и крупные склады.

Функциональность систем управления и мониторинга

Системы мониторинга инженерных систем должны обеспечивать непрерывность работы с информацией о функционировании объектов, с целью предотвращения возможных аварийных ситуаций. Также они должны своевременно оповещать специалистов о сбоях в состоянии инженерных систем и необходимости эвакуации людей с объектов, например из населенных пунктов. Важной функцией СМИС является автоматизированный или принудительный запуск специальных алгоритмов предупреждения или ликвидации чрезвычайных ситуаций, таких как прекращение подачи газа, воды, включение средств пожаротушения и т.д. Кроме того, все необходимые системы безопасности и жизнеобеспечения должны работать комплексно и взаимосвязанно.

Важно учитывать, что оснащение строящихся объектов СМИС должны быть вписаны в проектные, строительные и монтажные работы. Если же требуется установить СМИС на уже работающем объекте, то это делается во время планового капремонта.

Следует отметить, что пожары в общественных и промышленных зданиях зачастую возникают из-за несовершенства противопожарных систем и отсутствия возможности эффективного их использования в критических ситуациях. Внедрение СМИС позволяет снизить риски возникновения и распространения пожара, что особенно важно на объектах, где имеется высокий потенциал опасности.

Компоненты Системы СМИС:

Основные принципы, на которых строится СМИС – автоматизация и диспетчеризация, позволяют снизить роль человеческого фактора при управлении инженерными системами и улучшить их быстродействие. Автоматизация обеспечивает управление системой, с помощью измерительных приборов, средств автоматизации и исполнительных механизмов, что повышает функциональность и скорость реагирования. Диспетчеризация, в свою очередь, предоставляет возможность управлять оборудованием из диспетчерского пункта на основе полученной оператором визуализированной информации.

Компоненты СМИС включают в себя:

• измерительные приборы, средства автоматизации и исполнительные механизмы;
• многофункциональную кабельную систему;
• проводные и беспроводные сети передачи данных;
• автоматизированное диспетчерское управление;
• сертифицированное программное обеспечение;
• административные ресурсы.

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 системы управления энергетическими ресурсами (СМИС) оправдано не только в свете вопросов безопасности объекта, но и в контексте требований конкурентного рынка и планирования ресурсов. Система мониторинга потребления электроэнергии обеспечивает:

• предотвращение штрафов за превышение лимита электроэнергии;
• планирование и прогнозирование потребления электроэнергии;
• своевременное обнаружение несанкционированных подключений и непроизводственных расходов энергоресурсов;
• объективный контроль за планируемыми программами энергосбережения;
• сбор данных для отчетности и статистики;
• сокращение расходов на электроэнергию на 15%.

При использовании СМИС крупные предприятия могут сэкономить миллионы рублей ежегодно. Особенно актуальны вопросы энергосбережения для оборонного производства, ядерной энергетики, сетевых поставок электроэнергии, что подтверждается соответствующими нормативными документами, включая Федеральный закон от 23.11.2009 № 261 "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" и Приказ Правительства РФ от 04.05.2012 № 442 "Основы функционирования розничных рынков электрической энергии".

Фото: freepik.com