Inteligentny dom, czyli co właściwie oferuje współczesny smartdom?

inteligentny-dom-zobacz-co-oferuje-wspolczesny-smartdom

Inteligentny dom dla większości osób wciąż brzmi jak sceneria żywcem wyciągnięta z planu filmu science-fiction. Jednak rozwiązania związane z automatyzacją różnego rodzaju systemów poprawiających jakość codziennego życia masowo wchodzą na rynek a niebawem mają stać się ogólnie dostępne dla każdego użytkownika. Jak wyglądała historia budowania smartdomów, co obecnie wchodzi w skład inteligentnej instalacji i co to znaczy, że budynek ma zaawansowany system personalizacji i potrafi się dostosować do każdego z domowników z osobna? Odpowiedzi na powyższe pytania znajdują się w niniejszym artykule.

Spis treści:
Czym jest współczesny smartdom?
Standard KNX i magistrala EIB
Historia inteligentnych domów
Główne funkcje inteligentnego domu
Ile zaoszczędzisz inwestując w smartdom?
Inteligentny dom bez wymiany instalacji elektrycznej?

Czym jest współczesny smartdom? Co wyróżnia inteligentny dom na tle innych budynków?

Dom inteligentny (znany też jako smartdom lub BMS, z angielskiego Building Management System, czyli system zarządzania budynkiem) to rodzaj zaawansowanego technicznie budownictwa, które w głównej mierze opiera się na sieci specjalnych czujników i detektorów oraz jednym, zintegrowanym systemie zarządzania, dzięki któremu mamy bezpośredni dostęp do wszystkich instalacji. Informacje płynące ze strategicznie rozmieszczonych elementów systemu są na bieżąco analizowane i wykorzystywane przez inteligentny budynek, który sam dostosowuje się do różnego rodzaju czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Potrafi płynnie reagować na temperaturę, poziom nasłonecznienia, wilgotność powietrza i inne zmiany środowiska, dzięki czemu maksymalizuje się poziom funkcjonalności budynku, poprawia się komfort jego użytkowania oraz zapewniony zostaje wysoki poziom bezpieczeństwa. Dzięki systemom inteligentnym znacznemu ograniczeniu poddane zostają koszty eksploatacji i modernizacji domu. Zmniejsza się również emisja zanieczyszczeń uważanych za szkodliwe dla otoczenia. Inteligentne budynki są obecnie standardem zalecanym przez dyrektywy Unii Europejskiej.

Centralnie rozplanowany system zarządzania sprawia, że możemy samodzielnie sterować większością urządzeń znajdujących się w inteligentnym domu. Nawet – a może szczególnie wtedy, gdy nie znajdujemy się tam osobiście: dzięki zastosowaniu specjalnej wizualizacji oraz umieszczeniu kontrolera instalacji w Internecie możemy sterować ustawieniami swojego inteligentnego domu z dowolnego zakątka globu.

W systemie zarządzania nie brakuje także połączenia z instalacją związaną z monitoringiem oraz systemem alarmowym, co znacząco wpływa na poczucie bezpieczeństwa domowników. Gdy mieszkańcy wyjeżdżają, inteligentny budynek potrafi przeprowadzić symulację ustawień z momentu, gdy lokatorzy byli w domu. Używa konfiguracji zaplanowanej na podstawie wcześniejszych ustawień i analiz, co może skutecznie zniechęcić potencjalnych włamywaczy.

Czym jest standard KNX w domu inteligentnym? Do czego służy magistrala EIB?

Standard KNX (zwany także KONNEX lub EIB) to nowy rodzaj instalacji elektrycznej, która zapewnia przepływ informacji pomiędzy każdym odbiornikiem energii elektrycznej w danym budynku. Standard KNX gwarantuje możliwość rozbudowy automatyki budynku o dowolną instalację i przedmiot ze standardem IoT (Internet of Things, internet przedmiotów – certyfikat nadawany przedmiotom, które są w stanie gromadzić i przesyłać dane przy pomocy podłączenia do inteligentnej instalacji elektrycznej) a także zdalne zarządzanie całym systemem.

KNX to język komunikacji wspólny dla wszelkich instalacji. Łączy między innymi:

  • rozbudowane instalacje alarmowe,
  • systemy nagłośnienia,
  • sieć monitoringu,
  • zabezpieczenia budynku,
  • opomiarowanie
  • instalacje elektryczne,
  • infrastrukturę teletechniczną,
  • inżynierię sanitarną HVAC,

KNX jest pierwszym w historii otwartym standardem umożliwiającym bezpośrednią kontrolę i zarządzanie przedmiotami i budynkami. Powstał na skutek połączenia się kilku protokołów należących do różnych organizacji:

  • protokołu EIB należącego do Europejskiej Magistrali Instalacyjnej,
  • protokołu EHS należącego do Stowarzyszenia EHSA, czyli European Home Systems Association
  • a także protokołu BatiBUS należącego do Batibus Club International

Instalacja KNX nie potrzebuje do prawidłowego działania jednostki centralnej. Wszystko dzięki funkcjonowaniu w systemie konwencji rozproszonej. Oznacza to, że każde urządzenie podłączone do instalacji wyposażone jest w element magistralny posiadający indywidualny procesor oraz inne podzespoły wymagane przy samodzielnej pracy. Konwencja rozproszona sprawdza się w sytuacji awarii systemowej, gdyż poza uszkodzonym elementem magistrali, urządzenie wciąż funkcjonuje poprawnie. Zupełnie inaczej, niż w przypadku instalacji o systemie scentralizowanym, gdzie awaria jednego elementu wymusza zakończenie działania pozostałych.

Standard KNX wspomagany jest przez ogromną liczbę producentów sprzętu elektronicznego, pośród których znajdują się także największe marki ze światową rozpoznawalnością. We względu na niesamowity wybór urządzeń funkcjonujących w systemie KNX podpięcie instalacji inteligentnej osiągalne jest właściwie we wszystkich typach budynków.

Dom inteligentny kiedyś, czyli historia smartdomów. Czy Microsoft przewidział przyszłość?

Idea domu inteligentnego wywodzi się z lat 70. w Stanach Zjednoczonych, gdzie podobne rozwiązania stosowane były w przemyśle i rolnictwie. Głównych pomysłów dostarczył sektor produkcji zautomatyzowanej oraz usprawnienia pozwalające na optymalizację upraw roślinnych. Jedną z pierwszych wizji „domu przyszłości” była posiadłość nazywana Push Button Manor, której projekt w 1950 roku opublikowano na łamach czasopisma popularnonaukowego Popular Mechanics. Prawdopodobne jest także, że dom doczekał się oficjalnego wybudowania. Stało się to z inicjatywy wizjonera-architekta, Emila Mathiasa. Budynek powstał w amerykańskim miasteczku Jackson. Wyposażony został w czujniki ognia, garażowy alarm, automatycznie napędzane rolety oraz salonowe radio zarządzane guzikami z poziomu kuchni i sypialni. O ile rozwiązania te nie robią już na nas większego wrażenia, to pomysł, aby okna zamykały się automatycznie, kiedy specjalny czujnik wykryje wodę w rynnie, wciąż mógłby znaleźć swoich popleczników.

Innym przedstawicielem trendu na inteligentny budynek mieszkalny jest dom przyszłości Monsanto z 1957 roku, który przez 10 lat stanowił jedną z atrakcji kalifornijskiego Disneylandu. We wnętrzu poruszał się każdy mebel, zlew dostosowywał się do wzrostu dzieci a naczynia myto przy pomocy ultradźwiękowej myjki. Poza dziwnymi i niepraktycznymi z perspektywy czasu rozwiązaniami, w domu prezentowano także wynalazki, bez których obecnie nie potrafimy wyobrazić sobie codziennego życia, jak elektryczna golarka, elektryczna szczoteczka do zębów czy mikrofalówka.

Ostatnim projektem domu przyszłości jest najbliższy współczesnej myśli technologicznej Smart Home zaprezentowany w 1999 roku przez firmę Microsoft. Ukazano tam zalety rozwiniętej komunikacji pomiędzy urządzeniami, domem a samymi użytkownikami poprzez szerokie wykorzystanie wychodzącego wówczas nowego systemu komputerowego – Windows 98. Wizja przybliżała nam współczesne posługiwanie się smartfonem, tabletem czy też inteligentną telewizją.

Główne funkcje inteligentnego domu: sprawdź, co potrafią najnowocześniejsze smartdomy!

System alarmowy i monitoringu

Zintegrowanie elementów instalacji w postaci czujników i detektorów ruchu pozwala na optymalizację reakcji systemu w przypadku nadejścia włamywaczy. Inteligentny dom potrafi zaalarmować w przypadku stłuczenia szyby, przekroczenia ogrodzenia czy też przy próbach sforsowania otwartego okna. Reakcją systemów zabezpieczających może być automatyczny komunikat wysyłany najbliższemu posterunkowi Policji, alarm rozlegający się w siedzibie prywatnej firmy ochroniarskiej czy też donośne syreny uruchamiające się na terenie całej posesji. Aktywnym wspomaganiem systemów alarmowych zajmuje się także domowy monitoring składający się z szeregu kamer i specjalnych czujników. Oba systemy sprawnie się uzupełniają, dzięki czemu nagranie z konkretnego punktu domu może posłużyć jako materiał dowodowy. Otwarcie okna może wywołać alarm czujnika antywłamaniowego, ale jeśli czujnik ten pozostanie wyłączony, może załączyć się inny detektor – odpowiedzialny np. za utrzymywanie stałej temperatury wewnątrz pomieszczeń czy też wyłączenie obwodu związanego z klimatyzacją.

Sterowanie ogrzewaniem

Czujniki związane z kontrolą ogrzewania w domu inteligentnym można zaprogramować tak, aby reagowały wyłącznie na zmiany wysokości temperatury w jednym, konkretnym pomieszczeniu. Mogą sprawić, że wybrana część domu zostanie dogrzana – lub odwrotnie, w przypadku stwierdzenia, że w danym pokoju panuje za wysoka temperatura, system podejmie wszelkie możliwe kroki, aby ochłodzić pomieszczenie. System można zaprogramować tak, aby dostrajanie temperatur zachodziło wyłącznie wtedy, kiedy w danym pokoju znajdują się jego mieszkańcy. W przypadku domu ze sprzężonym systemem identyfikacji system klimatyzacji czy też ogrzewania uruchomi się wtedy, gdy dany lokator wejdzie do budynku bądź go opuści. Możliwe jest także sterowanie wentylacją, klimatyzacją i filtracją w zależności od parametrów jakości powietrza, czyli np. zawartości dwutlenku węgla czy też panującej wilgotności.

Symulacja obecności

System inteligentnego budynku potrafi symulować obecność domowników przy pomocy dźwięków i regulacji oświetlenia, co niezwykle przydaje się podczas dłuższych wyjazdów. Instalacja potrafi też odtwarzać muzykę w konkretnych momentach a nawet korzystać z bazy odgłosów zdalnie uaktualnianej przez użytkownika przy pomocy specjalnego serwera na stronie internetowej. Część rozwiązań wykorzystuje w tym celu także zintegrowane z instalacją inteligentną telewizor czy telefon a nawet systemy pogodowe sterujące uchylaniem okien. Popularne jest także stosowanie specjalnych ściemniaczy oświetlenia. Wszystkie te akcje mają na celu wywołanie wrażenia obecności domowników i zniechęcenie potencjalnych włamywaczy. Sieć systemowa inteligentnego domu zapamiętuje przyzwyczajenia użytkowe domowników i to na podstawie tych danych stosowane są wszelkie symulacje. Nie pojawia się więc ryzyko, że dom codziennie wyemituje schematyczne, powtarzalne dźwięki.

System kontroli dostępu

Rozwiązanie stosowane głównie w różnego rodzaju instytucjach oraz budynkach biurowych. System kontroli dostępu bazuje na dwóch głównych podsystemach – skomplikowanej konfiguracji personalizacyjnej bądź na mechanizmie czytników kart chipowych lub magnetycznych. Pierwszy podsystem funkcjonuje przy pomocy mechanizmu rozpoznawania osób, który zamontowany jest przy drzwiach do strzeżonych pomieszczeń. Jego zadaniem jest przekazywanie danych i informacji systemowi kontroli dostępu. W przypadku wykrycia nieprawidłowości (np. w postaci próby wejścia do pomieszczenia osoby nieupoważnionej) drzwi nie zostaną pomyślnie zwolnione. Konfiguracja zakładająca użycie kart magnetycznych działa jeszcze prościej – osoba, która chce wejść do danego pomieszczenia używa w specjalnym czytniku swojej indywidualnej karty. System sprawdza informacje zawarte na chipie i weryfikuje, czy dany pracownik ma kompetencje niezbędne dla uzyskania dostępu do wybranego pomieszczenia. W przypadku braku stosownych upoważnień drzwi pozostają zamknięte. Na podstawie podsystemu kontroli dostępu zarządzać można również mechanizmami związanymi z klimatyzacją, regulacją temperatury oraz oświetleniem pomieszczeń.

Do systemu kontroli dostępu podpiąć można także inteligentny monitoring śledzący wydarzenia w najbardziej istotnych miejscach danego budynku.

System pogodowy

Inteligentny dom wyposażony w czujniki pogodowe jest w stanie zareagować na zmieniające się warunki atmosferyczne. W przypadku deszczu system potrafi z odpowiednim wyprzedzeniem zamknąć okna czy otworzyć je tuż po ulewie. Odpowiednie systemy kierują również programem, który przełącza budynek na niezależne zasilanie na wypadek wystąpienia burzy. Popularnym rozwiązaniem jest także automatyczne sterowanie ogrzewaniem wnętrz – system opiera się tu o specjalnie wyliczoną krzywą grzewczą, dzięki czemu reguluje grzejniki w oparciu o średnią temperaturę panującą na zewnątrz domu. Systemy pogodowe funkcjonują również w oparciu o informacje i prognozy meteorologiczne czerpane z zasobów internetowych, dzięki czemu mogą optymalnie dostroić działanie klimatyzacji i ogrzewania w naszych wnętrzach.

System przeciwpożarowy

Inteligentny mechanizm przeciwpożarowy ma za zadanie aktywnie zabezpieczyć budynek i jego lokatorów na wypadek wystąpienia pożaru. Zwykle składa się z dwóch głównych podsystemów: detektorów dymu i wysokiej temperatury oraz rozbudowanej sieci przeciwpożarowej w postaci różnego rodzaju spryskiwaczy i zraszaczy. System automatycznie wykrywa miejsce, gdzie rozpoczął się pożar i rozpoczyna procedurę uruchamiania urządzeń gaśniczych. Drugą, ważniejszą funkcją podsystemów przeciwpożarowych jest uniemożliwienie rozprzestrzeniania się ognia na inne pomieszczenia danego budynku. Dzięki części detekcyjnej w postaci centrali pożarowej oraz części sterującej, którą stanowią wysokiej jakości systemy zewnętrzne, możliwe jest zamknięcie pożaru na ograniczonej przestrzeni. Inteligentny dom potrafi także wyemitować komunikaty słowne dotyczące sposobów ewakuacji, telefonicznie poinformować o zdarzeniu wprowadzone do systemy osoby, ułatwić ewakuację poprzez podniesienie żaluzji czy odłączyć ogrzewanie gazowe.

Zaawansowany system personalizacji

Aby nasz dom w pełni zasługiwał na miano budynku inteligentnego powinien mieć możliwość indywidualnej optymalizacji pod każdą z zamieszkujących go osób. Przy pomocy inteligentnego systemu adaptatywnego uczenia się bądź wcześniejszych zmian programistycznych budynek jest w stanie dostosować się do potrzeb danego lokatora. Może np. gasić światło, gdy wykryje, że domownik już śpi albo też jedynie delikatnie je ściemnić, jeśli inny użytkownik nie przepada za przebywaniem w ciemności. Poziom zaawansowania systemu w kwestii rozpoznawania domowników i dostosowywania się do ich indywidualnych potrzeb w dużej mierze zależy od liczby zakupionych kamer z wbudowaną opcją identyfikacji osób.

Pozostałe możliwości systemów domu inteligentnego:

Każda instalacja smartdomu ma także możliwość sterowania oświetleniem wewnętrznym i zewnętrznym czy też obsługi urządzeń audio i video i innych sprzętów codziennego użytku. Niektóre domy inteligentne wyposażono również w systemy zarządzania produkcją i magazynowaniem energii odnawialnej z własnych mikroźródeł. Są to między innymi przydomowe elektrownie słoneczne, małe elektrownie wodne czy wiatrowe, agregaty z silnikami gazowymi czy też mikroturbiny funkcjonujące przy pomocy biogazu lub gazu ziemnego. Instalacja inteligentna ma także dostęp do systemu zasilania UPS, dzięki któremu możliwe jest awaryjne wsparcie zasilania innych urządzeń elektronicznych w przypadku zaniku zasilania sieciowego.

Oszczędności związane z użytkowaniem systemów domu inteligentnego:

Według oficjalnych badań pomiarowych przeprowadzonych przez Organizację KNX integracja systemów domu inteligentnego przy użyciu magistrali EIB pozwala zaoszczędzić zarówno energię elektryczną jak i środki finansowe właściciela. Wdrożenie standardu KNX do swojego domu przynosi długofalowe oszczędności w postaci redukcji kosztów zużycia energii nawet do:

– 40% dzięki systemowi automatycznej kontroli rolet i żaluzji
– 50% dzięki sterowaniu oświetleniem pojedynczego pomieszczenia
– 60% dzięki kontroli oświetlenia zewnętrznego i wewnętrznego
– 60% dzięki instalacjom umożliwiającym sterowanie systemem wentylacji i klimatyzacji

Czy trzeba wymieniać całą instalację elektryczną aby zyskać system inteligentnego domu?

Wdrożenie całościowego rozwiązania w postaci zintegrowanej instalacji działającej w oparciu o magistralę EIB to obecnie kwestia poniesienia bardzo wysokich kosztów inwestycji, na które nie każdy jest w stanie się zdecydować. Jednakże producenci wprowadzają na rynek inteligentne produkty, które zaspokajają pojedyncze, konkretne potrzeby użytkownika i pozostawiają możliwość aktywnego rozbudowywania systemów. Jednym z przykładów mogą być inteligentne żarówki, zdalnie sterowane gniazdka czy też automaty zmierzchowe. Modułowe uzupełnianie swojej instalacji o zautomatyzowane elementy pozwala nam skupić się na konkretnych aspektach życia, które chcemy usprawnić i uczynić bardziej komfortowymi na co dzień.