В последнее время термин «интеллектуальное здание» стал столь же популярен, как лет пять-шесть назад словосочетание «системная интеграция». Мода на «интеллектуальное здание» в разгаре, ни одно уважающее себя издание, ни одна компания на рынке ИТ и строительства не обходит вниманием это новое направление бизнеса. В чем же секрет популярности этого термина, что за ним скрывается?

Как часто бывает, все новое — это хорошо забытое старое. Так и с «интеллектуальным зданием»: объединение разрозненных систем управления инженерными подсистемами в единую автоматизированную систему управления зданием (АСУЗ) дало новую сущность, новое качество комфорта, управления и безопасности. Этим не преминули воспользоваться производители интегрированных систем управления, особенно менеджеры по рекламе и маркетингу этих компаний — так и появился новый термин. Но реклама — рекламой, маркетинг — маркетингом, а как потенциальным потребителям, подрядчикам, менеджерам и техническим специалистам определиться с выбором продуктов и услуг в этой области? В данной статье мы постараемся хотя бы отчасти ответить на эти вопросы, коротко рассмотрев основные виды услуг и продуктов на рынке интегрированных систем управления зданиями и сформулировав некоторые рекомендации по управлению проектами.

«Интеллектуальное здание»

Последнее десятилетие на российском рынке строительства наблюдается устойчивый рост: объемы строительства, как жилого, так и промышленного, возрастают, повышаются требования к качеству сдаваемых зданий. Заказчики и инвесторы заинтересованы в ускоренном возврате инвестиций в недвижимость, что обуславливает высокий спрос на современные строительные технологии. Объекты недвижимости превращаются в товар, к которому применимы все правила работы на свободном рынке: рыночная стоимость, количество и качество сервисов, предоставляемых зданием, стоимость страхования, комфорт и безопасность и т. п.

Скорость возврата инвестиций напрямую зависит от применяемых в строительстве технологий, грамотно организованного управления строительным проектом, стоимости строительства и эксплуатации здания. Заметим, что стоимость строительства и стоимость эксплуатации связаны друг с другом: при уменьшении затрат на строительство возрастает стоимость эксплуатации и наоборот, — при использовании более качественных, а следовательно, и более дорогих материалов и технологий мы получаем более качественное, безопасное и долговечное здание, что резко сокращает расходы на эксплуатацию, ремонт и обслуживание. Поскольку строительство занимает относительно немного времени (обычно 1—2 года), а эксплуатация — весь срок жизни здания, то расходы на эксплуатацию могут вносить достаточно высокий (если не определяющий) вклад в общую стоимость недвижимого имущества. Это, в свою очередь, определяет сроки возврата инвестиций, окупаемость проекта, норму прибыли и т. п.

Описанная зависимость проявляется в первую очередь при построении инженерных подсистем современного здания — а их в нем достаточно много. Как правило, в здании должно работать около 30 связанных между собой инженерных подсистем, стоимость которых может колебаться в диапазоне от 30 до 50% общей стоимости строительства. Именно инженерная инфраструктура обеспечивает комфорт, безопасность и сервисы для использующих здание людей и организаций. При этом срок жизни большинства инженерных подсистем здания в несколько раз меньше срока жизни самого здания, в связи с чем расходы на их обслуживание, замену и ремонт составляют львиную долю всех расходов на эксплуатацию.

Заказчики и инвесторы строительства пытаются найти оптимальный баланс между стоимостью строительства и расходами на эксплуатацию, стараясь максимально уменьшить стоимость здания, ускорить возврат инвестиций, повысить прибыльность строительных проектов. Один из немаловажных факторов снижения стоимости здания — сокращение эксплуатационных расходов. Становится понятен пристальный интерес участников строительного рынка к современным технологиям создания инженерной инфраструктуры здания, в том числе к специализированным строительным деталям и конструкциям, которые позволяют максимально эффективно эксплуатировать инженерные подсистемы. К таким востребованным рынком решениям относятся системы обслуживаемых закладных деталей и конструкций, а также специализированные технические помещения: серверные, кроссовые и аппаратные комнаты, диспетчерские и т. п.

Еще один аспект снижения расходов на эксплуатацию здания — оптимизация потребления энергоресурсов его жителями. Бурный расцвет компьютерных и телекоммуникационных технологий привел к развитию многофункциональных структурированных кабельных систем. Быстро совершенствуются технологии монтажа и обслуживания систем электроснабжения и освещения. Большинство современных зданий оборудуются системами связи, телефонными станциями, компьютерными сетями, системами вещательного, спутникового и кабельного телевидения, современными системами безопасности.

С резким увеличением числа энергопотребляющих систем при одновременном росте цен на энергоносители встала задача экономии потребляемой электроэнергии и других теплоресурсов. В связи с ухудшающейся экологической обстановкой обострились проблемы рационального использования питьевой воды. Ресурсосбережение — один из ключевых факторов, определяющих снижение эксплутационных расходов, и сейчас заказчики строительства активно ищут новые способы экономии ресурсов, в том числе при помощи современных инженерных систем.

Помимо затрат на энергоносители и потребляемые ресурсы, прямые расходы на эксплуатацию определяются численностью персонала службы эксплуатации, занимаемой под рабочие места площадью, затратами на плановое обслуживание, ремонт, замену и развитие инженерных систем. Автоматизированные системы управления инженерным оборудованием здания позволяют решать задачи обслуживания максимальных площадей минимальным числом людей при сохранении качества предоставляемых зданием сервисов. Использование современных компьютерных и телекоммуникационных технологий в системах управления позволяет эксплуатировать большое количество удаленных объектов из единого центра, планировать и контролировать работу персонала службы эксплуатации, прогнозировать и заблаговременно предупреждать отказы подсистем, продлять срок службы инженерного оборудования.

Именно задачи эффективной эксплуатации зданий, экономии энергоносителей и ресурсосбережения обуславливают развитие и внедрение автоматизированных систем управления инженерными подсистемами зданий.

Обеспечение безопасности недвижимого имущества, людей, материальных ценностей и интеллектуальной собственности, снижение рисков возникновения чрезвычайных ситуаций, их раннее обнаружение и распознавание, четкое оперативное управление при их возникновении позволяют резко снизить расходы на восстановление после возникновения чрезвычайных ситуаций или вообще избежать таких расходов. Повышение уровня безопасности в совокупности с системой страхования служит гарантией эффективных инвестиций в недвижимость и их возврата.

До недавнего времени охранные системы и средства обеспечения пожарной безопасности в зданиях проектировались и устанавливались независимо от систем управления инженерным оборудованием, зачастую даже отдельно друг от друга. Это резко ограничивало функционал автоматизированной системы управления зданием, приводя к дублированию многих функций. Зачастую многие важные функции контроля и управления вообще оставались за рамками автоматизированных систем, а обмен данными между подсистемами в таких случаях был сильно затруднен или просто невозможен. «Кусочная» автоматизация и интеграция подсистем управления и безопасности только частично решали некоторые проблемы, но в большинстве случаев такие методы не оправдывали затраченных на них средств. Только интегрированная система управления зданием, включающая в себя охранные системы, системы пожарной безопасности и систему управления инженерным оборудованием может обеспечить полный набор функций безопасности, предотвращения чрезвычайных ситуаций и оптимального управления при их возникновении.

Таким образом, развитие строительного рынка, рынка микропроцессорных систем управления и рынка ИТ, жесткая конкуренция в строительстве, повышение цен на энергоносители и потребляемые ресурсы привели к возникновению спроса на интегрированные АСУЗ — сначала в западных странах, а затем и в России.

В ближайшей перспективе можно ожидать появления все большего числа «интеллектуальных зданий» — строительных объектов, возведенных с использованием самых современных технологий в области строительства, информационно-вычислительных систем, систем безопасности и жизнеобеспечения, имеющих продуманную инженерную инфраструктуру и единую интегрированную автоматизированную систему управления зданием.

АСУЗ — продукты и технологии

Структура спроса и предложения на рынке АСУЗ, а также особенности реализации систем управления зданиями для различных сегментов рынка определяются тем, что существуют две принципиально различные группы заказчиков. Для корпоративных клиентов главное требование к АСУЗ — это сокращение эксплуатационных расходов, на втором месте стоят требования к безопасности, и только на третьем — комфорт. В то же время потребности частных заказчиков ранжируются иначе: на первом месте — комфорт, на втором — безопасность, на третьем — сокращение эксплуатационных расходов. Эти группы заказчиков составляют два различных полюса спроса, на которые мы и будем ориентироваться. Производители различных систем управления зданиями также ставят во главу угла те или иные функции управления, соответствующие указанным особенностям спроса.

АСУЗ для корпоративного рынка

Это так называемые тяжелые системы. Лидирующие производители в данном сегменте рынка — Honeywell (http://www.honeywell.com), Siemens (http://www.siemens.com), Johnson Controls (http://www.johnsoncontrols.com) и Andover Controls (http://www.andovercontrols.com). Автоматизированные системы управления зданием, поставляемые этими компаниями, включают интегрированные программно-аппаратные комплексы на базе программируемых сетевых микропроцессорных контроллеров, специализированное сетевое ПО для рабочих мест операторов, администраторов и программистов, а также серверы баз данных для хранения и анализа событий. Системы подобного класса поддерживают современные телекоммуникации (от модемной связи до технологий Интернета) и могут управлять всеми инженерными системами здания. Полная масштабируемость, возможность расширения системы, модульность, открытость управления, поддержка открытых промышленных протоколов, возможность интеграции оборудования сторонних производителей также относятся к преимуществам тяжелых АСУЗ. Большой объем функционала реализуется на базе ПО рабочих станций и программ для контроллеров.

Для поддержки работы таких систем необходима профессиональная, специально подготовленная служба эксплуатации, в составе которой обязательно должны быть системный администратор и программист.

АСУЗ среднего класса

Системы управления данного класса предназначены как для корпоративного рынка, так и для малоэтажного и коттеджного строительства. Они базируются на контроллерах, поддерживающих стандартные открытые шины EIB (European Installation Bus) и LonWorks (Local Operation Network). Производством таких систем и компонентов для них занимаются многие компании, в том числе Gira (http://www.gira.de), Lexel (http://www.lexel.com), Siemens, Honeywell и другие.

АСУЗ подобного класса могут управлять подсистемами вентиляции, отопления, кондиционирования и освещения. Системы достаточно хорошо масштабируются, у них есть возможности расширения. Поскольку данные АСУЗ открыты на уровне шины, в одной системе могут работать контроллеры различных производителей. Однако интеграция оборудования третьих производителей сильно затруднена, к тому же без специальных модификаций протокола шины практически не поддерживаются подсистемы обеспечения безопасности. ПО используется в основном для программирования системы, реже — для рабочих мест операторов.

Наличие профессиональной, специально подготовленной службы эксплуатации для АСУЗ среднего класса необязательно, все зависит от масштаба и сложности системы управления. Тем не менее установку и настройку системы должны проводить специально обученные инженеры и программисты.

АСУЗ для малоэтажного и коттеджного строительства

В сегменте малых систем встречаются две разновидности: полностью закрытые, чаще всего одноконтроллерные системы управления с возможностью подключения небольшого количества точек контроля (датчиков и исполнительных устройств) либо системы на базе протокола X10, обмен информацией в которых осуществляется по имеющимся в здании (коттедже, квартире) линиям силового электропитания. Основной поставщик малых систем— компания Lexel; кроме того, на рынке имеется множество систем управления и компонентов на базе протокола X10 от различных производителей.

Системы подобного класса могут управлять подсистемами электроснабжения и освещения, реже — системами вентиляции, отопления, кондиционирования. Обычно в их состав входят модули для поддержки телекоммуникаций (Интернет или модемная связь) и оборудование для создания пожарно-охранной сигнализации. Интеграция подсистем управления сторонних производителей практически невозможна. ПО используется в основном для программирования системы. Интерфейсы максимально упрощены, поэтому пользоваться системой могут люди без специальной подготовки. Малые системы не требуют создания специальной службы эксплуатации. Обычно производители рекомендуют привлекать для установки и настройки системы специально обученных инженеров, но в принципе с этими задачами может справиться и сам заказчик.

На российском рынке систем управления зданием пока не произошла четкая диверсификация компаний по предлагаемым продуктам и услугам, но этот процесс уже начинается, и скоро мы сможем увидеть его результаты.

Виды работ и услуг, организация управления проектом

Поскольку построение системы управления зданием — это зачастую достаточно сложный интеграционный проект, то практически все компании, работающие на российском рынке АСУЗ, в той или иной мере являются системными интеграторами. В стандартный список услуг, которые предлагаются наряду с поставками АСУЗ, входят консалтинг в области АСУЗ, управление проектом создания системы, обучение специалистов служб эксплуатации, гарантийное и послегарантийное обслуживание и техническое сопровождение АСУЗ. Сам проект внедрения системы управления зданием обычно предусматривает проектирование АСУЗ, комплектацию оборудования, материалов и кабельной продукции, сборку шкафов автоматики, монтаж, программирование и пусконаладку созданной АСУЗ. Кроме того, ряд поставщиков предлагает услуги по эксплуатации зданий с использованием АСУЗ.

В связи с тем, что система управления зданием может взаимодействовать со всеми инженерными подсистемами, для создания интегрированной АСУЗ требуются согласованные усилия множества специалистов и десятков организаций. Для эффективных капиталовложений в создание АСУЗ необходимо привлекать профессионалов, специализирующихся на управлении комплексными проектами создания АСУЗ, и следовать стандартным методикам в области управления проектами.

Стандартный и чаще всего встречающийся в настоящее время подход к строительству здания и его инженерных систем состоит в том, что заказчик нанимает генерального подрядчика — строительную компанию, имеющую опыт возведения аналогичных объектов, и генерального проектировщика — проектную организацию, зарегистрированную в местных органах архитектурного надзора и имеющую опыт проектирования подобных зданий. Генеральный подрядчик, генеральный проектировщик, а зачастую и сам заказчик нанимают компании, специализирующиеся в различных областях строительства, в качестве подрядчиков на выполнение строительных работ и установку инженерных систем.

При такой схеме организации работ подрядчики по инженерным системам подбираются заказчиком и исполнителями достаточно случайно. За исключением самого заказчика, нет единого центра заинтересованности и определения требований к инженерным системам, а учитывая тот факт, что чаще всего ни у заказчика, ни у исполнителей нет специалистов по созданию АСУЗ, для получения такой системы заказчик вынужден организовывать сложный процесс взаимных согласований между всеми подрядчиками и исполнителями.

Большинство подрядчиков по инженерным системам специализируются на определенных видах инженерного обеспечения зданий, причем им выгоднее всего быстро спроектировать, поставить, смонтировать и запустить свой продукт в эксплуатацию. Дополнительная и очень важная работа, состоящая в согласовании интерфейсов и способов взаимодействия систем, чаще всего удлиняет и усложняет цикл проект — поставка — монтаж — пусконаладка — сдача. Нет ничего удивительного в том, что рядовые исполнители всячески стремятся избежать такой ситуации.

Большинство производителей инженерных систем зданий также мало заботятся о возможности интеграции своих продуктов с продуктами других производителей. Часто уровень разработок в этой области таков, что попытки объединения систем друг с другом встречают очень серьезные трудности. На рынке инженерных систем зданий даже в настоящее время большинство разработок не удовлетворяют требованиям к компонентам интегрированной системы. В ряде случаев такие разработки создаются на основе устаревших технологий, затрудняющих интеграцию системы в единый комплекс управления зданием, а иногда они вообще не имеют системы управления. Кроме того, очень часто инженерные разработки оказываются «закрытыми», и производитель отказывается предоставлять заказчику или подрядчикам интерфейс управления системой.

В результате заказчик получает, в лучшем случае, частично автоматизированную систему управления, с очень сложными и ненадежными связями между подсистемами, а чаще всего — просто набор никак не связанных между собой инженерных систем без единой системы управления.

Чтобы избежать большинства проблем при создании инженерных систем и единой системы управления зданием, необходимо обращаться к услугам специализированных инжиниринговых компаний, которые становятся, наряду с генеральным подрядчиком и проектировщиком, одним из основных действующих лиц при строительстве и реконструкции здания, претендующего на ранг «интеллектуального».

Участие интегратора систем позволяет в полной мере реализовать концепцию интеллектуального здания, существенно уменьшив количество ошибок при создании инженерных подсистем и систем управления. Интегратор систем координирует выполняемые работы в соответствии со стандартами проектирования систем, вводит единую систему документирования и маркировки компонентов, проектирует и создает инженерную инфраструктуру здания.

Для упрощения обслуживания кабельной системы проводится классификация и унификация кабелей, используемых в здании, создается многофункциональная универсальная кабельная система, использующая единую систему маркировки, единые кабельные каналы, закладные конструкции и центры коммутации.

При участии интегратора создается единая система электроснабжения здания, включающая в себя бытовое электроснабжение, освещение, систему бесперебойного питания, систему заземления. Проводится классификация и стандартизация размещения оборудования в здании, включая аппаратуру для сбора и обработки информации с датчиков, технические средства контроля и управления, активное оборудование инженерных систем, аппаратное обеспечение рабочих мест сотрудников и другие виды оборудования. Наконец, интегратор систем в соответствии с техническими условиями и предпочтениями заказчика выбирает поставщиков и подрядчиков по инженерным системам.

К самим инженерным подсистемам предъявляются жесткие требования на соответствие стандартам построения интегрированных систем управления, в первую очередь на наличие локальной системы управления и открытого стандартного интерфейса к АСУЗ.

Подрядчики по инженерным системам должны жестко соблюдать требования стандартов проектирования, документирования и маркировки систем, а также тщательно выполнять стыковку решений с инфраструктурой здания, универсальной кабельной системой и единой системой энергоснабжения.

Только при строгом соблюдении этих требований и при участии в проекте интегратора систем возможно создание единой системы управления зданием и реализация концепции «интеллектуального здания».

Заключение

Задачи эффективной эксплуатации недвижимости, конкуренция на строительном рынке, рынке недвижимости и систем управления привели наравне с введением в повседневную жизнь понятия «интеллектуальное здание» к созданию автоматизированных систем управления зданиями. Единая система управления — это необходимый элемент «интеллектуального здания»: именно она обеспечивает совместную эффективную работу всех инженерных подсистем. Являясь в своем роде мозгом и нервной системой современного здания, автоматизированная система управления гарантирует заказчикам и инвесторам строительства эффективность их инвестиций в строительство, создает комфортную и безопасную среду для живущих и работающих в здании людей.

Для создания автоматизированных систем управления зданием необходимо привлечение профессиональных компаний-интеграторов, специализирующихся в данном виде деятельности.