Inteligentný dom

Ak existuje možnosť efektívne využívať všetky funkcie a zariadenia objektu, ku ktorej sa pridá aj energia „zdarma“, stáva sa bývanie ideálnym. S rastúcimi cenami energií budú v tomto smere dosiaľ investične náročné riešenia čoraz zaujímavejšie – budúceho užívateľa objektu už začínajú zaujímať nielen prvotné náklady, ale čoraz viac aj prevádzkové náklady, ktoré môžu významne ovplyvniť rentabilitu celého projektu.

Každý novopostavený objekt, ako aj rodinný dom, musí obsahovať: vykurovanie, chladenie, osvetlenie a elektroinštaláciu, vzduchotechniku (najmä ak má bazén), plynové rozvody (ak má plynový kotol), zdravotechniku a riadenie (meranie a reguláciu). Integrovaný riadiaci systém, ktorý manažuje inteligentné riadenie objektu, musí byť schopný zabezpečiť predovšetkým:

• vysoký komfort bývania,
• minimalizovanie prevádzkových nákladov,
• zaistenie bezpečnosti obyvateľov,
• pružnú reakciu na zmenu vonkajších a vnútorných podmienok,
• plné využívanie všetkých funkcií bytu a rodinného domu.

Inteligentné riadenie objektu
Skúsenosť hovorí, že prevencia je vždy najlacnejšia – napríklad prevencia prehriatia objektu je určite niekoľkonásobne lacnejšia ako jeho zachladenie na požadovanú teplotu. Na optimalizáciu spotreby energií musíme hľadať riešenia, ktoré zabezpečia jednak stabilitu systému/objektu a plnenie jeho primárnych funkcií, jednak jednoduchosť ovládania pre používateľa. Ak by sa z hľadiska ovládania objektu kládli na používateľa príliš vysoké nároky, mohol by to považovať za obmedzujúce, príp. by ani všetky potrebné úkony nezvládol. Úlohou integrovaných riadiacich systémov (inteligencie objektu) je teda nahradiť nevyhnutnosť znalosti užívateľa o detailnom riadení programom, ktorý zabezpečí optimálne využitie všetkých technológií na dosiahnutie požadovanej funkcie objektu pri minimálnych nákladoch.

Na fungovanie objektu sú potrebné tri veci:

• aktor, t. j. používateľ, ktorý rozhoduje o funkčnosti objektu a využití jeho zariadení a zdrojov, a teda určuje, aké majú byť výsledky používania či funkcie objektu,
• receptor, t. j. príjemca pokynov – môžu to byť jednotlivé zariadenia alebo skupiny zariadení,
• senzor, t. j. snímač, ktorý registruje, aké majú jednotlivé sledované veličiny parametre s cieľom vyhodnotiť, či sa skutočný stav približuje k želanému stavu alebo nie.

Pri inteligentnom riadení objektu sa priamo ponúka nielen optimalizácia energetického manažmentu objektu, ale aj jeho spojenie s využitím obnoviteľných zdrojov energie (OZE). Pomocou umelej inteligencie dokáže objekt efektívne reagovať na požiadavky na tepelnú pohodu, znižovať tepelné straty a niektoré problémy s tepelnou záťažou predvídať alebo im aj predchádzať.

Tepelné hospodárstvo založené na OZE je zvyčajne pomalobežné a s nízkym teplotným spádom, z čoho vyplývajú vyššie požiadavky na ich reguláciu a akumuláciu. Riadiaci systém dokáže tieto nároky prostredníctvom programového vybavenia splniť, a tým umožniť ich efektívne využitie. Súčasná vláda SR neposkytuje využitiu OZE primeranú podporu, aj to sa však musí zmeniť a návratnosť do systémov ich využitia sa výrazne zrýchli.

Nasadenie moderného systému získavania a manažmentu energií s integrovaným riadiacim systémom má významné výhody:

• riadiaci systém sa stará aj o monitoring celého systému (aj s diaľkovým prenosom dát) a zabezpečuje koordináciu činností s cieľom minimalizovať prevádzkové náklady,
• vďaka jednoduchému používateľskému rozhraniu (dotykové panely s prehľadnou grafikou, predprogramované scény a režimy) môže obyvateľ efektívne riadiť prevádzku celého domu,
• k takto vybavenému systému možno doplniť ďalšie zaujímavé podsystémy, ako sú solárne panely, bazénová technika, vzduchotechnika s rekuperáciou, svetelná ochrana (žalúzie, rolety) a pod. s cieľom maximalizovať úsporu energií,
• budúca predajná cena objektu bude vo významnej miere závisieť aj od úspornosti a modernosti celého energetického systému objektu, ako aj jeho ekologického riešenia a stability riadenia,
• pri použití OZE dom neprodukuje spaliny, neznečisťuje životné prostredie a nie je hlučný, keďže nepoužíva vonkajšie klimatizačné kompresorové jednotky,
• dom má vyššiu mieru bezpečnosti, keďže neobsahuje plynový rozvod a výbušné látky.

Je teda zrejmé, že ak sa na začiatok rozumne zainvestuje viac, tak sa to neskôr mnohonásobne vráti.

Maximalistická verzia nízkoenergetického inteligentného domu
Investor nízkoenergetického domu s vyššími vstupnými nákladmi, ekologickým cítením, záujmom o nové technológie a s prehľadom v ekonomike bude náročný a bude požadovať:

• komfortné a bezpečné bývanie,
• modernú architektúru s veľkými zasklenými plochami,
• prehľadnú ekonomiku investičných nákladov,
• ekonomické prevádzkové náklady a minimálnu závislosť od výkyvov cien energií,
• komfortné ovládanie všetkých funkcií domu.

Ako príklad takéhoto riešenia si môžeme zobrať dom s krytým bazénom s celoročnou prevádzkou a vzduchotechnikou, ktorá zabezpečí komfortnú teplotu a vlhkosť pod 60 % počas celého roku. Použije sa pri ňom kvalitná vzduchotechnická jednotka, ktorá, okrem samotného odvlhčovania bazénovej haly a výmeny vzduchu, vďaka rekuperácii šetrí až 85 % energie na vykurovanie.

Riadenie filtrácie zaručí optimálnu kvalitu vody a vďaka diaľkovému pripojeniu sa sauna môže začať vyhrievať už po ceste z práce. Inštalujú sa solárne kolektory, vďaka ktorým sa vykurovanie vody v bazéne nestane finančnou nočnou morou a navyše zabezpečí až 50 % celoročnej potreby teplej vody a 20 – 25 % potrieb vykurovania.

Použijú sa moderné vykurovacie techniky ako podlahové a stenové sálavé plochy doplnené stropným chladením bez prievanu nástenných jednotiek. Pre kvalitnú a zdravú klímu v objekte sa použije nútené vetranie, ktoré zabezpečí riadenú výmenu vzduchu a vďaka rekuperácii ušetrí až 75 % tepla, ktoré by pri bežnom vetraní „vyfučalo“ z okna.

Riadením všetkých funkcií sa poverí riadiaci systém, ktorý podľa prítomnosti obyvateľov domu nastaví požadovanú teplotu a súčasne počas ich neprítomnosti získa maximum slnečnej energie, ktorú uloží a použije neskôr. Vďaka zaskleným plochám budú mať obyvatelia nerušený výhľad na okolie a záhradu a môžu sa spoľahnúť na kvalitné okná, ktoré prinesú do interiéru nielen svetlo, ale aj teplé lúče slnka.

Na všetky veľkoplošné zasklenia orientované na východ/juh/západ sa nainštalujú kvalitné, motoricky poháňané žalúzie. Riadiaci systém sa doplní o moduly na riadenie pohybu žalúzií podľa polohy slnka a intenzity slnečného žiarenia. Podľa potreby sa bude dovnútra vpúšťať slnečná energia (v zime a v prechodnom období) alebo sa bude zabraňovať prehriatiu interiéru (v lete). Nebude sa treba trápiť s rozsvecovaním a zhášaním jednotlivých svietidiel, ale už len rozhodovať, aká svetelná scéna je príjemná na večernú oslavu alebo sledovanie domáceho kina.

Nočný úsporný režim svietidiel sa postará o bezproblémové výlety do chladničky a na toaletu. V celom dome si bude možné užiť zábavu s audiovizuálnou technikou, ktorá poslúcha na dotyk a nikdy nestratí diaľkový ovládač. Kvalitné domáce kino spríjemní oddych, ovládanie jednotlivých komponentov zariadi riadiaci systém, ktorý zobrazí návštevníka stojaceho pred vstupnou bránou na plazmovom TV a vpustí ho na pokyn dnu.

Bude sa môcť dať žiť viac v prírode, teda aspoň na záhrade, o ktorú sa riadiaci systém vzorne stará a trávnik nielen polieva, ale v prednastavených intervaloch objedná záhradníka. Pokazilo sa niektoré dôležité zariadenie? Vypadol prúd? Dcéra nechala otvorené okno alebo balkónové dvere po odchode do školy? Monitoring riadiaceho systému o tom vie a podľa predprogramovaného pokynu vykoná príslušnú akciu: pošle SMS, e-mail alebo objednávku na opravu, pri dlhodobom výpadku prúdu postupne odpojí jednotlivé obvody a naštartuje dieselový agregát, prípadne dá povel elektromotoru, aby zavrel okno či stiahol žalúziu. Zabezpečovací systém pod kontrolou riadiaceho systému stráži bezpečnosť a komunikuje s ochrannou službou.

Nízkoenergetická koncepcia a ekonomika prevádzkových nákladov
Možno sme ešte na niektorú funkciu alebo vlastnosť, ktorú poskytuje komfortný inteligentný dom, zabudli. To však neznamená, že každý moderný a komfortný rodinný dom musí toto všetko obsahovať. Je na každom investorovi, aby si sám vybral svoje priority podľa vlastných finančných možností. Ako to však súvisí s nízkoenergetickou koncepciou a ekonomikou prevádzkových nákladov?

Je zrejmé, že vysoký komfort bývania sa spája s vysokou spotrebou energií, preto je napríklad záujem o pasívne domy nízky. Je to predovšetkým tým, že človek sa nerád obmedzuje, naopak, rád si užije komfort, samozrejme, pri rozumných nákladoch.

Každý kvalitný podsystém má však nielen komfortnú stránku, ale môže prispieť aj k úsporám energií a zlepšeniu ekonomiky prevádzky. Niektoré podsystémy, napríklad riadené žalúzie, nútené vetranie alebo riadenie svietidiel, majú zásadný vplyv na šetrenie energiami, a teda aj na prevádzkové náklady. Vysoko komfortné bývanie nemusí nevyhnutne znamenať enormné prevádzkové náklady.

Pri splnení nasledujúcich predpokladov možno skĺbiť komfort s ekonomikou.
Investor musí:

• dobre si rozmyslieť, čo všetko by mal rád v dome a čo bude naozaj používať,
• dať si poradiť od odborníkov, prečítať si odbornú literatúru a radšej komunikovať s viacerými „staviteľmi“ a vypočuť si rôzne názory,
• dať si vypracovať kvalitné projekty architektúry a statiky aj všetkých technológií s použitím moderných energetických podsystémov,
• investovať do riadiaceho systému, ktorý zabezpečí nielen funkčnosť všetkých podsystémov a ich ovládanie, ale aj úspory energií,
• uvedomiť si, že ekonomika bývania je v horizonte 5, 10 – 15 rokov,
• rozmyslieť si, či bude kupovať lacné zariadenia a polovičné riešenia,
• vnímať stavbu domu nie ako svoj pomník, ale ako investíciu a uvažovať ako budúci kupec, ktorý je ekonomicky a ekologicky zmýšľajúcim občanom.

Pri realizácii kvalitného moderného systému riadenia inteligentného bývania vstupuje do hry aj integrovaný riadiaci systém, ktorý síce mierne zvyšuje cenu vstupnej investície, vďaka nemu však možno optimalizovať spotrebu energií. A ak sa rieši komplexne a manažuje všetky súvisiace technológie, má aj množstvo ďalších výhod. Z porovnania prevádzkových nákladov a vstupných investícií vyplýva, že návratnosť investícií do moderného spôsobu riadenia je 7 až 10 rokov.

Ak vezmeme do úvahy kumulatívny vývoj nákladov na najbližších 10 rokov, vrátane úprav cien palív, dospejeme k prekvapivým výsledkom, z ktorých je zrejmé, že vyššie vstupné náklady na moderný systém, vrátane riadenia a využitia OZE, sa pokryjú z rozdielu prevádzkových nákladov po približne 5 rokoch a ďalšie roky sa už výrazne šetrí na nákladoch na energie.

Ing. Mário Lelovský
Foto: Media Control

Autor je riaditeľom spoločnosti Media Control, s. r. o., ktorá sa špecializuje na realizáciu integrovaných riadiacich systémov Crestron pre inteligentné budovy a poskytuje súvisiace komplexné služby – od konzultácií cez projektovú dokumentáciu až po dodávku a servis jednotlivých komponentov.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK 6/2008.