Idea inteligentnych instalacji elektrycznych została przedstawiona w dziesiątkach publikacji i opracowań. Przyczyniło się to do rozpowszechniania wiedzy teoretycznej, ale co z praktyką? Poniższy artykuł rozpoczyna cykl, w którym będziemy chcieli zaprezentować rozwiązania z jakimi spotykamy się w naszej codziennej pracy. Przekonując, że wprowadzenie nowoczesnych technologii jest uzasadnione, zwiększa komfort, obniża koszty utrzymania obiektów.

Fala Park w Wolsztynie. Projekt: PL.ARCHITEKCI SP. Z O.O. Fala Park w Wolsztynie. Projekt: PL.ARCHITEKCI SP. Z O.O.

W ostatnim czasie zaobserwowaliśmy duży wzrost zainteresowania ideą „inteligentnych instalacji” ze strony inwestorów realizujących wszelkiego rodzaju obiekty sportowe. Promując zdrowy sposób spędzania wolnego czasu, w naszym kraju pojawia się bowiem coraz więcej obiektów, które swoim charakterem zapewniają całym rodzinom rozmaite formy aktywności sportowej.

Ekonomiczna eksploatacja

Podejmując decyzje o budowie takiego obiektu, należałoby zadać sobie pytanie, co najbardziej wpływa na koszty związane z eksploatacją takiego obiektu oraz w jaki sposób można je skutecznie ograniczyć? Naturalnym wydaje się, że w budynkach o powierzchniach takich jak rozpatrywane przez nas centrum rekreacyjno-sportowe ogrzewanie będzie miało decydujący wpływ na koszty związane z eksploatacją. Ale decydujący, wcale nie znaczy jedyny! W przypadku obiektów użyteczności publicznej znaczne wydatki ponosi się również z tytułu poboru energii elektrycznej. Szacuje się, że zapotrzebowanie obiektu o powierzchni 2000 m2 na energię elektryczną sięga wartości od 200 do 250 kW! Widać, zatem, że oprócz ograniczenia kosztów związanych z ogrzewaniem obiektu, trzeba poważnie zastanowić się nad technicznymi możliwościami zminimalizowania poboru energii elektrycznej.

Nie ilość, a jakość

Projektując instalację elektryczną obiektu takiego jak centrum rekreacyjno-sportowe nie należy się skupiać na ograniczaniu ilości oraz różnorodności zainstalowanych urządzeń. Takie podejście inżynierów może i wpłynie na zmniejszenie poboru energii, ale jednocześnie ograniczy komfort korzystania z obiektu, co z kolei stawia pod znakiem zapytania zasadność inwestycji.

Jednym ze skutecznych sposobów ograniczenia poboru energii, a co za tym idzie minimalizowania kosztów eksploatacji budynku, jest zastosowanie systemu automatyki KNX. Czas zatem na kilka konkretnych przykładów, jak wspomniany wcześniej system automatyki KNX, wsparty poprzez zastosowanie nowoczesnych elementów instalacji elektroenergetycznej wpływa na obniżenie kosztów eksploatacji budynku o charakterze rekreacyjnym.

Jasna sprawa

Jednym z głównych obszarów działania, w którym system KNX może pomóc skutecznie ograniczyć koszty użytkowania energii elektrycznej budynku, jest sposób sterowania oświetleniem pomieszczeń. Ograniczenie kosztów eksploatacji możemy osiągnąć poprzez dobór energooszczędnych źródeł światła oraz zapewnienie odpowiedniego sterowania.

Jeśli chodzi o pierwszy warunek to zastosowanie znajdują tutaj lampy metalohalogenkowe. W odróżnieniu od tradycyjnych źródeł charakteryzują się one wysoką trwałością oraz bardzo dobrą barwą oddawanego światła. Najważniejsze jest jednak to, że do osiągnięcia określonego efektu oświetleniowego potrzebują o połowę mniej energii niż pozostałe źródła, w związku z czym są idealnym rozwiązaniem, jeśli chodzi o oświetlenie dużych powierzchni takich jak: siłownie czy sale fitness.

ograniczenie kosztow energii elektrycznej w budynku o sportowo rekreacyjnym

Pomimo wielu zalet źródła metalohalogenkowe z uwagi na charakterystyczny sposób działania i wynikające z niego problemy ze sterowaniem są stosowane w ograniczonym zakresie. W odróżnieniu od tradycyjnych źródeł, metalohalogenki potrzebują czasu do osiągnięcia pełnej sprawności oświetleniowej jak i do ponownego rozruchu po wyłączeniu. Z uwagi na to, prawidłowe oświetlenie pomieszczenia metalohalogenkami wymaga wspomagania w postaci zastosowania mniej energooszczędnych źródeł światła, co przy tradycyjnym sposobie sterowania wpływa na większy od założonego pobór energii.

Tu właśnie zaczyna się rola systemu KNX. Jego odpowiednie skonfigurowanie umożliwi takie sterowanie źródłami głównymi i wspomagającymi, aby pomieszczenie w każdej chwili było oświetlone równomiernie przy zachowaniu jak największego wskaźnika oszczędności. Jak to realizujemy? Wystarczy obwód ze źródłami metalohalogenkowymi zasilić za pośrednictwem odpowiedniego urządzenia systemu KNX tzw. aktora energetycznego.

Urządzenie to od chwili załączenia obwodu głównego zawierającego źródła metalohalogenkowe będzie wymuszało działanie obwodów doświetlających, co pozwoli skompensować chwilowe niedobory oświetlenia. W momencie osiągnięcia przez metalohalogenki pełnej sprawności świetlnej obwody wspomagające zostaną wyłączone, albo w zależności od potrzeb moc ich świecenia zostanie zredukowana do poziomu pozwalającego utrzymać zadowalające natężenie oświetlenia w pomieszczeniu. Biorąc pod uwagę czas potrzebny na ponowny rozruch metalohalogenków zawsze staramy się uniemożliwić osobom korzystającym z obiektu sterowanie obwodami zawierającymi ten typ źródeł światła. Dzięki systemowi KNX zyskujemy swobodną możliwość decydowania o miejscu, z którego odbywać się będzie sterowanie, nawet po oddaniu budynku od eksploatacji!

Ruch kontrolowany

Kolejnym sposobem, który pozwoli wygenerować oszczędności związane z oświetleniem, jest zastosowanie tzw. czujników obecności. Ileż to razy wchodząc do nieznanej toalety bezradnie próbujemy znaleźć włącznik oświetlenia? Nagminne zostawianie załączonego światła po wyjściu z pomieszczenia to również dość częsta i trudna do wyeliminowania przypadłość.

Przewagą czujników KNX nad rozwiązaniami czujników klasycznych jest fakt, iż nie są to czujniki ruchu, a jak już wspomniano wcześniej czujniki obecności. Stosując to rozwiązanie chronimy użytkownika przed nieprzyjemnym wyłączeniem światła w momencie, w którym upłynie nastawiony na czujniku czas. W systemie KNX czujnik automatycznie wydłuży czas wyłączenia lampy, aż do momentu opuszczenia pomieszczania.

Czujniki systemu KNX posiadają bardzo przydatną funkcję blokady, którą wykorzystujemy w sytuacji, gdy potrzebujemy załączyć światło na dłużej np. podczas sprzątania. Blokadę urządzenia podobnie jak w przypadku sterowania lampami, można aktywować oraz dezaktywować z dowolnego sterownika systemu.

Istotną kwestią w przypadku zastosowania czujników obecności jest również odpowiedni dobór źródła światła. Częste załączanie i wyłączanie lamp wyładowczych takich jak świetlówki znacznie skraca ich trwałość, co skutkuje koniecznością częstej wymiany żarówek. W obwodach z czujnikami obecności stosujemy więc źródła żarowe lub ledowe, dla których częstość załączeń nie ma większego znaczenia. Są jednak sytuacje, w których współpraca czujników z źródłami wyładowczymi jest nieunikniona, wówczas możemy wpłynąć na wydłużenie żywotności ich żywotności zwiększając czas działania czujnika do minimum 10 min.

Sterowanie słońcem

Wizualizacja centrum sportowo-rekreacyjnegoWizualizacja centrum sportowo-rekreacyjnego

W pomieszczeniach o dużych przeszkleniach dobrym pomysłem jest regulacja mocy źródeł światła. Stosując zewnętrzny czujnik natężenia oświetlenia współpracujący z modułem ściemniacza systemu KNX uzależniamy moc oświetlenia pomieszczenia od aktualnie panujących warunków atmosferycznych. Oprócz kompensowania niedoborów światła dziennego w wyniku odpowiedniej regulacji mocy lamp, czujnik natężenia oświetlenia wykorzystujemy również do innych celów. Dzięki informacji o natężeniu oświetlenia powiązanej z danymi dotyczącymi aktualnej pory dnia oraz pozycji geograficznej sterujemy bowiem ruchem żaluzji okiennych.
W pełni zautomatyzowane sterowanie ruchem żaluzji na poszczególnych fasadach budynku zapewni nam najlepszą ochronę przed nadmiernym nasłonecznieniem, co znacząco podwyższy komfort użytkowania pomieszczeń budynku.

Ciepło-zimno

Ciągle rozwijająca się technologia sprzyja pojawianiu się coraz to bardziej atrakcyjnych sposobów ogrzewania pomieszczeń. Projektowanie systemów grzewczo-chłodzących opartych o najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne bez odpowiedniego systemu ich sterowania nie zapewni nam oczekiwanego efektu ekonomicznego. Uwzględniając fakt, iż utrzymywanie optymalnej temperatury w pomieszczeniach jest ściśle związane z ich przeznaczeniem oraz aktualnie panującymi warunkami to jest: obecnością ludzi, porą dnia, temperaturą na zewnątrz, stwierdzamy, że najlepszym sposobem sterowania ogrzewaniem i chłodzeniem jest sterowanie indywidualne.

W systemie KNX zmianę temperatury poszczególnych pomieszczeń realizujemy na dwa sposoby. Pierwszym jest regulacja na poziomie danego pomieszczenia, polegająca na ustawieniu zadanej wartości temperatury. Wykorzystujemy do tego przyciski zamontowane w pomieszczeniach, wyposażone w regulator i czujnik temperatury.Zmiana temperatury pomieszczeń może odbywać się również na poziomie centralnym. Sposób sterowania realizujemy poprzez zmianę jednego z trzech podstawowych trybów pracy regulatorów temperatury. Ten sposób regulacji daje nam możliwość jednoczesnej zmiany wartości temperatury zadanej w niewykorzystywanych pomieszczeniach poprzez przełączenie ich w oszczędnościowy tryb pracy.

Świeży powiew

Dużym udogodnieniem w zakresie regulacji temperatury oraz sterowania wentylacją pomieszczeń budynku jest zastosowanie czujnika jakości powietrza. Element ten pozwalana na sterowanie dopływem świeżego powietrza do wybranych pomieszczeń w zależności od ilości dwutlenku węgla. Sala gimnastyczna, na której ćwiczą 3 osoby wymaga innej wymiany powietrza, niż gdy intensywnie ćwiczy w niej 30 osób. Czujniki wyposażone są również w pomiar wilgotności, który stanowi dodatkowe kryterium poprawnej wentylacji pomieszczeń. Dopływ powietrza regulowany jest na klapach i musi współpracować z odpowiednio dobraną automatyką central wentylacyjnych.

Z przytoczonych powyżej przykładów wynika, iż zastosowanie systemu KNX w wielu aspektach może mieć niebagatelny wpływ na możliwości ekonomicznego użytkowania obiektu o charakterze sportowo-rekreacyjnym. Warunkiem, aby tak się stało jest jednak zastosowanie nowoczesnych rozwiązań w zakresie poszczególnych instalacji budynku oraz, a może przede wszystkim analiza inżynierska mająca na celu odpowiednie ich współdziałanie.

Przemysław Marek


ograniczenie-kosztow-energii-elektrycznej-w-budynku-o--sportowo-rekreacyjnym_4

Opisane zagadnienia dotyczące instalacji KNX realizowane są obecnie przy budowie nowoczesnego ośrodka rekreacyjno-rozrywkowego Fala Park usytuowanego tuż nad brzegiem Jeziora Wolsztyńskiego. Obiekt oferował będzie między innymi: • 4 tory bowlingowe • 2 korty do squasha • ścianę wspinaczkową o wysokości 8 metrów • profesjonalną siłownie z urządzeniami kardio oraz urządzeniami siłowymi • salę do spinningu • salę do aerobiku • salę do trenowania sportów walki • kort tenisowy • krainę zabawy dla najmłodszych • wypożyczalnię rowerów oraz sprzętu wodnego Zakończenie inwestycji planowane jest na pierwszą połowę roku 2012. Projekt: PL.ARCHITEKCI SP. Z O.O.

ograniczenie-kosztow-energii-elektrycznej-w-budynku-o--sportowo-rekreacyjnym_3
Autor jest projektantem i inżynierem programistą. Od 6 lat związany jest z firmą Elektris z Poznania i z dużym powodzeniem rozwija swoje doświadczenie w inteligentnych instalacjach elektrycznych.