Проектирование умного дома

Концепция «умного дома» предусматривает наличие в жилище высокотехнологичных инженерных коммуникаций, функции которых максимально автоматизированы, имеют широкие возможности настройки и самонастройки, объединены единой интеллектуальной системой управления. «Умный дом» оснащён комплексом чувствительных датчиков, умеет отслеживать изменение ситуации и реагировать изменением алгоритма работы подсистем. 

IQ умного дома 

Родители на работе, дети в школе. Система автополива, пока хозяев не было дома, дозированно полила газон и садик с учётом того, что завтра будет дождь. Домашняя метеостанция подала сигнал о том, что дневная жара сменится ночным холодом, близится холодный фронт. 

Выключается система кондиционирования, включается отопительный котёл с модулируемой горелкой плавного регулирования, чуточку разогревает сначала энергоёмкие тёплые полы, потом батареи. Повышается температура воды в домашнем бассейне. Включаются увлажнители в оранжерее. 

В преддверии прихода хозяев начинает понемногу «просыпаться» система приточно-вытяжной рекуперативной вентиляции. 

На кухне мультиварка уже варит кашку. 

Управление освещением в умном доме 
Умный дом своими руками — все что вы хотели знать 
Умный дом — оно вам надо? 
Самовосстанавливающийся материалы — будущее строительных технологий 
Как создать умный дом в квартире 
В момент подъезда автомобиля хозяев датчик на воротах считывает информацию с радиочипа в авто и открывает въездные ворота, не забыв закрыть их после того, как автомобиль въедет на территорию. Таким же образом реагируют ворота в гараже, одновременно поднимаются роллеты на окнах. 

Система отопления поднимает температуру в гостиной на полтора градуса, запускается активный нагрев бойлера горячей воды, скоро будет готова чашка ароматного кофе. 

Открывается входная дверь или дверь гараж-дом, среагировав на чип, приложенную ладонь, телефон с NFC или радужку глаза одного из жильцов дома. 

По мере передвижения людей зонально и автоматически включается и выключается освещение с учётом времени суток и дня недели (утреннее, дневное, вечернее освещение, режим выходного дня). 

Управление многочисленными аудио и видеосистемами — с единого пульта, возможно голосом. Управление всем инженерным оборудованием также централизовано, интуитивно просто (справится ребёнок и пожилой человек), осуществляется с единого копьютеризированного пульта, ноутбука или айфона. В том числе дистанционно, с другого конца планеты. 

Все системы работают слаженно, с учётом их взаимного влияния. 

Наверное, IQ такого жилища довольно высокий. Этот дом очень «умный». И очень дорогой. 

Другой пример. Обычный загородный дом. Ворота автоматические, но нужно самому нажать на кнопочку пульта. Система отопления имеет погодозависимое управление, наружный датчик температуры воздуха, термоголовки на отопительных приборах. 

Может быть, в этом доме установлен геотермальный котёл или солнечные батареи. Светильники на крыльце, в прихожей и коридоре включаются от датчика движения и освещения, остальные вручную. 

Вентилятор в ванной включается вместе с освещением и при повышении влажности. Выключается через заданный промежуток времени после того, как свет погасили. 

Телевизор и домашний кинотеатр имеют общий пульт. 

Высок ли IQ этого дома? Не очень. Он содержит лишь некоторые отдельные элементы «умного дома». Тем не менее, они значительно повышают комфорт, помогают экономить тепловую и электрическую энергию. И обходится это относительно недорого. 

Степень автоматизации и интеграции инженерных систем может быть различной. Чёткой границы между высокоавтоматизированным и «умным» жилищем нет. Поэтому «умный дом» — понятие относительное. 

При проектировании интеллектуального жилища необходимо учесть множество факторов, не последний из них — возможность реконструкции, последующего апгрейда системы. 

Итак, что входит в задачу проектировщиков? 

Архитектурный проект 

Перво-наперво дом (или квартира) должен быть удобным. Никакая сверхнавороченная техника не исправит недостатки планировки. 

Инженеры-смежники выдадут архитектору техническое задание, условия которого потребуется выполнить. Но этого недостаточно. 

«Умный дом» предусматривает наличие большого количества электрических и слаботочных коммуникаций, коммутаторов, датчиков, считывающих устройств. Прятать это «хозяйство» под штукатурку или в стяжку пола, как часто делают, крайне нежелательно. Тем более, что со временем может появиться желание расширить функциональные возможности. 

Оптимальное решение — определить главные пути коммуникаций и отвести под них пустотелые горизонтальные каналы и вертикальные шахты. 

Отдельные дорогостоящие шины, аудиокабеля, телекоммуникации лучше проложить в гибких трубах. Желательно, чтобы на поворотах каналов и шахт располагались лючки. Систему впоследствии можно будет обслуживать, ремонтировать, реконструировать. 

Под различные коммутационные шкафы, а их будет немало, стоит отвести нишу в техническом помещении, прихожей или коридоре размером с хороший одёжный шкаф. 

«Умное» отопление также потребует установки шкафов распределителей. Как минимум, по одному на этаж. Место для них также нужно предусмотреть заранее.

От архитектора во многом зависит грамотное решение вентиляции, системы кондиционирования, расстановка отопительных приборов. 

Правильно запроектированное техническое оборудование дома практически незаметно. На стадии проектирования интерьеров основная задача — комфортно выстроить систему освещения. 

Проектирование умного дома 

Технический проект 

Если говорить о полноценном «умном доме» с интеграцией управления всех систем в едином центре, то для связи между подсистемами и элементами управления реализуется сеть на основе различных платформ и протоколов. Наиболее распространённые из них: 

• EIB/KNX — европейская инсталляционная шина, обладающая почти безграничными возможностями и немалой ценой. Поддерживает все стандартные протоколы передачи данных в любых передающих средах (IP сети, витые пары, силовые линии, радиоканалы). Может иметь как линейное, так и древовидное построение, максимальное число устройств в системе — 58 тысяч. 

• Smart-bus — бюджетная система, разработанная американскими инженерами. Попроще и подешевле. 

• LanDrive — наиболее доступная отечественному потребителю универсальная платформа российской компании INSYTE. На её основе за умеренные деньги вполне возможно построить полнофункциональное управление подсистемами солидного загородного дома, насыщенного техникой. 

Существует ещё ряд платформ с различными функциональными возможностями, по большей части они ограничены беспроводными сетями и небольшим числом подключаемых устройств. 

Важная часть умного дома — управляющее устройство. Имеет значение не только схема связи центрального и периферийных контроллеров, конфигурация компьютера и характеристики панелей управления, но и программное обеспечение, грамотная настройка алгоритмов. Бытовые приборы объединяются в домашнюю сеть Universal Plug’n’Play. Управлять параметрами, осуществлять мониторинг «умного дома» через компьютер можно дистанционно. 

Локальная и телефонная связь, телевидение прокладывают кабельными сетями максимальной функциональности и коммутируют в шкафах с возможностью несложного изменения конфигурации в случае изменения структуры сети или источника сигнала. Современная бытовая техника зачастую имеет возможность подключения к компьютерным сетям, это необходимо учесть заранее. 

Аудио-видеосистемы также объединяют, в том числе с компьютерной сетью, медиа-библиотеками на внешних носителях и системой видеонаблюдения. 

Система освещения и электропитания включает в себя резервное питание здания с автоматическим вводом резерва, источники бесперебойного питания, программируемую автоматику включения и выключения зонального освещения, управление жалюзи. 

Системы отопления, вентиляции, кондиционирования и увлажнения воздуха обеспечивают поддержание оптимального микроклимата в доме. На сегодняшний день возможно точное и опережающее по отношению к изменению внешних условий управление параметрами воздушной среды в каждом помещении. 

Системы безопасности включают в себя охранно-пожарную сигнализацию, видеонаблюдение, контроль доступа, телеметрию, контроль утечки воды и газа. 

Конечно, полнофункциональный «умный дом» не каждому по карману. Тем не менее, многие его элементы вполне доступны. При проектировании инженерных сетей рекомендуется оставлять возможность расширения системы. Тем более, что передовые технологии со временем становятся значительно дешевле. 

Разумнее использовать слаботочные кабеля с максимальными возможностями, строить локальные сети более широкие, чем это нужно сегодня. К техническим системам, распределительным шкафам отопления, рабочим столам и кухонной бытовой технике подвести пока ещё не нужные связи и электропитание. 

Многие задачи можно будет позже решить с помощью радиодатчиков. Это удобно, пока батарейки свежие. Но надёжнее всё-таки провода. 

Экономия 

Сколько стоит комфорт, безопасность, хорошее настроение и самочувствие? Имидж тоже имеет свою цену. Несомненно, интеллектуальное управление системами позволяет экономить значительную часть тепловой и электрической энергии. Однако, с учётом высокой стоимости оборудования, прямой выгоды от сложных систем полнофункционального «умного дома» получить не удастся. 

Тем не менее, автоматизация энергоёмких климатических систем: отопления, вентиляции и кондиционирования вполне оправдана с финансовой точки зрения. Время не стоит на месте: энергоносители дорожают, а «умное» оборудование совершенствуется и становится доступным. 

В заключение скажем, что комфортность работы системы зависит не только от уровня и стоимости установленного оборудования. Огромное значение имеет настройка системы. Грамотные и ответственные специалисты установят наиболее удобные хозяевам алгоритмы работы «умного дома» таким образом, что они вообще не будут замечать присутствия техники. 

В нужное время в нужном месте будет в меру светло, тепло и безопасно. В то же время неотлаженная система может постоянно напоминать о себе несвоевременными действиями и постоянными «глюками».