Thiết kế bền vững cho một hệ thống tự động hoá tòa nhà

Thiết kế bền vững cho một hệ thống tự động hoá tòa nhà Cùng với sự phát triển của xã hội, sự gia tăng yêu cầu cho một phong cách sống tiện lợi hơn đã thúc đẩy việc tìm ra những cách thức mới để tăng tính tiện lợi cho tòa nhà. Là một phần không thể thiếu trong một tòa nhà thong minh, việc xây dựng hệ thống tự động tòa nhà BAS (Bulding Automation System) bền vững cũng không nằm ngoài mục đích đó. Trước đây chúng ta suy nghĩ đến chi phí quay vòng cho một hệ thống BAS, chúng ta chấp nhận BAS có một thời gian sống khoảng 10 năm hoặc ít hơn, do một số yếu tố sau: những công nghệ tiên tiến cộng với những đòi hỏi yêu cầu mới, thời gian làm việc của các thành phần chính ví dụ như chips sensor ngắn, phần mềm độc quyền, các thành phần cứng hạn chế trong khả năng mở rộng và hạn chế việc có sẵn để tiếp tục phục vụ các thiết bị lâu năm khác. Vì hệ thống BAS có tuổi thọ không dài cũng như một vài yếu tố khác, người chủ nhà thường vứt bỏ toàn bộ để lập kế hoạch khôi phục mới tòa nhà. Việc này cũng án lịch sử phát triển của nền công nghệ, BAS trước đây còn có nhiều hạn chế. Với yêu cầu giảm giá thành, khả năng tái sử dụng thì những hạn chế như trên không thể chấp nhận được nữa. Tuy nhiên cho đến nay, khi công nghệ rất phát triển cho phép chúng ta xây dựng một hệ thống BAS bền vững hơn và giảm thiểu những ảnh hưởng tới môi trường. Việc xây dựng một hệ thống như vậy, chi phí lắp đặt, trang bị ban đầu sẽ tăng không đáng kể và giảm được chi phí vòng đời, tăng các dịch vụ cung cấp, giảm năng lượng tiêu hao và thỏa mãn nhiều hơn các yêu cầu của người sử dụng. Trước đây, một hệ thống BAS như vậy không thể thực hiện được, với nền công nghệ hiện đại ngày nay có thể cho phép chúng ta thực hiện. Yêu cầu cho một BAS bền vững Trước tiên chúng ta sẽ thiết lập các yêu cầu cho một hệ thống BAS bền vững 1. Liên tục có sẵn các thành phần chính của hệ thống (cả phần cứng lẫn phần mềm) tương thích với hệ thống ban đầu. Những thành phần này không nhất thiết phải từ một nhà sản xuất ban đầu, tốt là chúng được sản xuất từ những hãng khác nhau. Điều này cho phép chủ nhà có thể thay thế các thành phần của hang “A” bằng sản phẩm của công ty “B” trên cùng một mạng giống nhau, có thể giao tiếp trơn tru với bộ điều khiển khác. Việc thay thế này đòi hỏi phải không được phức tạp. Nếu các thành phần đó không thế thay thế một cách trơn tru thì phải có giải pháp thay thế làm sao bảo đảm chi phí thấp, không đáng kể so với việc thay thế mới toàn bộ một hệ thống. Một ví dụ cụ thể là một máy tính có giao diện đồ họa với người sử dụng nhưng hệ điều hành đã quá lỗi thời. Giải pháp thay thế một hệ điều hành mới sẽ không tương thích với giao diện đồ họa cũ và máy tính sẽ bị lỗi. Giải pháp tốt hơn là cài đặt một giao diện đồ họa mới (cả phần cứng và phần mềm) để có thể giao tiếp với hệ điều hành hiện tại. 2. Có sẵn các thông tin: Để BAS có thể bền vững, cần phải có sẵn các nhà kỹ thuật được đào tạo thành thạo việc điều khiển, bảo trì hệ thống. Các tài liệu hỗ trợ đào tạo cần thiết cũng phải luôn sẵn sàng cho các bên. Không chỉ cần các kỹ sư từ nhà sản xuất được đào tạo để vận hành mà quan trọng hơn, cần phải tiêu chuẩn hóa các ngôn ngữ giao tiếp và thanh công cụ quản lý mạng. Việc chuẩn hóa này giúp bảo đảm việc mở rộng nguồn đào tạo và kiến thức để duy trì và phát triển hệ thống. 3. Mở rộng một BAS. Các thành phần mới của BAS cần phải tương thích với các thành phần cũ của hệ thống vì vậy hệ thống có thể mở rộng hoặc duy trì một cách thống nhất. Điều này có thể thực hiện nếu sử dụng các cổng kết nối, tuy nhiên đây không phải là giải pháp tốt nhất, vì việc sử dụng cổng yêu cầu những kiến thức đặc biệt, lien quan đến thanh công cụ phần mềm độc quyền và hạn chế việc hỗ trợ. Giải pháp mong đợi là tích hợp thống nhất các thành phần giống nhau cho phép chủ tòa nhà mở rộng, thêm các tiện ích khác mới. 4. Khả năng tăng cường BAS: BAS cần thiết cho phép tăng cường sức mạnh sử dụng công nghệ mới nhất. Một ví dụ cụ thể là việc thay thế đồ họa trên nền máy tính cá nhân bằng một giao diện đồ họa trên cơ sở trình duyệt web. Một giải pháp: Các hệ thống mở Một giải pháp có thể thực hiện được để xây dựng BAS bền vững đó là “Các hệ thống mở”, một hệ thống mở thực sự. Chúng ta hãy xem xét giải pháp này trên cơ sở các tiêu chuẩn vừa xây dựng như trên. Liên tục có sẵn các thành phần chính của hệ thống: Chúng ta không thể trông cậy vào bất kỳ nhà sản xuất nào vì không hãng nào có thể cải tiến sản phẩm của mình mãi mãi, vô hạn. Giải pháp tốt nhất là có những sản phẩm tương thích với nhau từ nhiều hãng. Cách duy nhất để thực hiện là phải tiêu chuẩn các giao tiếp, các ứng dụng và các công cụ quản lý phần mềm cùng với sự liên kết trên cơ sở công nghiệp để hỗ trợ việc thành lập và chứng thực sự phù hợp của các tiêu chuẩn. Phương thức này thích hợp để đảm bảo rằng các sản phẩm được tạo ra sẽ lên kết với sản phẩm khác. Hiện tại có chuẩn giao thức sau: giao thức Lontalk được chứng nhận bởi hiệp hội quốc tế LONMARK và bởi ASHRAE và gần đây nhất được chứng nhận bởi BAC net. Ở cấp độ mạng, có ba tiêu chuẩn thực để bảo đảm việc luôn có sẵn các thanh công cụ quản lý mạng, giao diện với người sử dụng và các thành phần. Đó là LON® Network Services (LNS®) hỗ trợ bởi Echelon, BACnet hỗ trợ bởi ASHRAE và Niagara Framework® hỗ trợ bởi Tridium. Có sẵn thông tin: Tất cả thông tin liên quan và việc đào tạo kết hợp cho các tiêu chuẩn của BAS- giao thức, thanh công cụ quản lý mạng, thanh công cụ chương trình điều khiển, các văn bản, v.v, cần thiết phải có sẵn. Mức độ có sẵn phụ thuộc vào từng nhà sản xuất và các tiêu chuẩn. Đối với thanh công cụ quản lý mạng và giao diện với người sử dụng trên cơ sở LNS, BACnet và Niagara Framework, có rất nhiều nguồn kiến thức mở. Học viên được tham dự khóa học và được kiểm tra để cấp chứng chỉ triển khai thông thạo hệ thống. Đối với thanh công cụ chương trình điều khiển, ngày càng nhiều nhà sản xuất tạo dựng các công cụ có sẵn như là phần mềm miễn phí trên các trang công cộng cùng với các hướng dẫn bằng audio để đào tạo và các văn bản hỗ trợ liên quan. Khả năng mở rộng BAS: nếu các yêu cầu trên được đáp ứng, khả năng mở rộng BAS trở lên dễ dàng hơn cho chủ sở hữu tòa nhà. Nếu BAS được thiết kế theo tiêu chuẩn mở, việc mở rộng chỉ ngay ở phía trước. Việc quản lý mạng ban đầu và giao diện của người sử dụng được dung để quản lý và kết nối với thành phần mới trên nền LNS, BACnet hoặc Niagara Framework. Khả năng tăng cường cho BAS. Hệ thống BAS phát triển nhanh chóng các đặc trưng mới, tăng cường kinh nghiệm người sử dụng cải thiện việc vận hành, hiệu suất của tòa nhà. Ở mức độ điều khiển, những tăng cường này có thể dễ dàng liên kết với các mạng hiện tại bằng cách sử dụng thiết bị trên cơ sở LON®WORKS và BACnet. Ở mức độ giao diện người sử dụng, việc tăng cường đồ họa có thể thực hiện thông qua hệ thống cơ sở LNS, BACnet và Niagara Framework. Xem xét tất cả các yếu tố trong việc lựa chọn và thiết kế một BAS sẽ tăng cường đáng kể sự bền vững của hệ thống. Điều này được mong đợi để phù hợp hơn với hệ thống cơ học mà BAS điều khiển. Một vài ví dụ gần đây có thấy việc cải thiện tính bền vững là đáng tin cậy. Những hệ thống Circon Systems đầu tiên (của hãng Distech Controls) lắp đặt công nghệ LONWORKS, đã hơn 12 năm và đang được mở rộng sử dụng thanh công cụ quản lý mạng LNS hay Niagara Framework, giao diện đồ họa và bộ điều khiển LONWORKS mới, do đó tăng cường tuổi thọ cho hệ thống điều khiển tòa nhà. Tóm lại, một BAS bền vững cần có giao thức mở, các thanh công cụ quản lý mạng được tiêu chuẩn hóa và một hệ thống tài liệu về sản phẩm truy cập dễ dàng, giúp mở rộng duy trì hệ thống hiện tại mà không cần xây dựng lại hệ thống mới.