BMS

Mimo dostępności szerokiej gamy systemów zarządzania budynkami (z ang. Building Management System, lub w skrócie BMS) oraz ich coraz niższej ceny, jest jeszcze wiele obiektów które ich nie wykorzystują, a ich infrastruktura sterowana jest w sposób zdecentralizowany lub, co gorsza, ręczny.

System BMS nie tylko ułatwia sterowanie budynkiem, ale może przyczynić się do oszczędności energetycznych rzędu kilkudziesięciu procent. Pomimo to jego instalacja lub optymalizacja często niedostrzegane są jako elementy strategii energetycznych w organizacjach.

Poniżej opiszę co to jest BMS i jakie korzyści może przynieść jego instalacja.

Czym jest BMS?

System zarządzania budynkiem (BMS) używany jest do monitorowania i sterowania instalacjami elektrycznymi i mechanicznymi budynku, w tym ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją (HVAC) oraz oświetleniem. BMS może obejmować szersze funkcje budynkowe, takie jak ochrona, kontrola dostępu, windy i systemy bezpieczeństwa. W zależności od konkretnego zastosowania i konfiguracji, BMS może być spotykany pod innymi nazwami, w tym systemami automatyki budynku (BAS), systemem zarządzania i sterowania budynkiem (BMCS) oraz systemem zarządzania energią w budynku (BEMS).

BMS zapewnia właścicielom i operatorom zautomatyzowaną kontrolę w celu optymalizacji wydajności i efektywności energetycznej ich budynków za pomocą jednego, intuicyjnego interfejsu cyfrowego. Zainstalowanie nowoczesnego BMS zapewnia komfort użytkownikom budynków w sposób predefiniowany, ciągły i przy możliwie najniższym zużyciu energii, przynosząc oszczędności, zwiększoną produktywność i zmniejszoną emisję gazów cieplarnianych.

BMS można zamówić jako kompletny pakiet inżynieryjny lub wdrożyć jako metoda integracji istniejących systemów. Nowoczesne aplikacje BMS są oparte na otwartych protokołach komunikacyjnych co umożliwia integrację systemów pochodzących od wielu dostawców systemów.

Korzyści z instalacji systemu BMS

W porównaniu z wieloma oddzielnymi, zdecentralizowanymi systemami sterowania, BMS oferuje scentralizowaną kontrolę, większą elastyczność, zwiększoną interakcję i informacje zwrotne. Zastąpienie rozproszonych, oddzielnych systemów sterowania systemem BMS może zapewnić efektywną finansowo możliwość oszczędzania energii, zapewniając jednocześnie szereg innych korzyści. Odpowiednia regulacja przy pomocy BMS może przynieść nawet do 30% oszczędności kosztów energii w porównaniu z budynkami bez autoamtyki. Doświadczenie pokazuje że ten rząd oszczędności jest możliwy do osiągnięcia również poprzez optymalizację systemu który nie jest odpowiednio utrzymywany.

Systemy BMS starsze niż 10 lat powinny być wymienione lub zmodernizowane, zwłaszcza jeśli oprogramowanie i komponenty nie są już dostępne lub obsługiwane przez dostawcę. Inne powody, dla których warto rozważyć aktualizację systemu, obejmują kwestie niezawodności, zły stan komponentów, brak kompatybilności sieciowej, trudności z włączeniem nowego sprzętu i czujników oraz możliwość monitorowania i raportowania energii przez system. Nowy BMS powinien być istotnym elementem do rozważenia przy każdej większej modernizacji budynku lub infrastruktury.

Po instalacji BMS powinien być uważnie monitorowany i regulowany, przez co najmniej 12 miesięcy. System może początkowo źle działać z powodu niepoprawnego uruchomienia. W takim wypadku należy przeprowadzić regulacje pętli sterowania, aby zapewnić stabilne, przewidywalne i powtarzalne działanie sprzętu. Specyfikacje powinny obejmować wymóg, aby wykonawca BMS regularnie uruchamiał funkcje diagnostyczne, sprawdzał poprawność sterowania infrastrukturą mechaniczna i elektryczną, oceniał trendy zużycia energii i zapewniał raportowanie.

Kompleksowa kontrola i optymalizacja

BMS umożliwia kompleksową kontrolę i optymalizację pracy urządzeń i może być wdrożony z algorytmami sterowania ukierunkowanymi na efektywność energetyczną (dokładnie zostaną one opisane w dedykowanym algorytmom artykule) takimi jak:

– precyzyjne czasy uruchamiania, zatrzymania i okresu pracy, eliminując nadmierne zużycie;

– cykl ekonomiczny, w tym kontrola obecności poprzez CO2;

– wyeliminowanie działających jednocześnie systemów, zwłaszcza urządzeń grzewczych i chłodniczych (tzw. interlock);

– zmienna regulacja ciśnienia powietrza i temperatury czynnika chłodzącego w zależności od warunków zewnętrznych wewnętrznych;

– dokładna kontrola szerszego zakresu warunków komfortu, w tym sezonowych regulacji temperatury;

– wykorzystanie sprzyjających warunków zewnętrznych do zapewnienie komfortu (np. tzw. free cooling);

Aby BMS działał optymalnie, kluczowe znaczenie ma prawidłowe umiejscowienie i kalibracja czujników. Dzięki temu BMS zawsze reaguje na odczyty odzwierciedlające rzeczywiste warunki. Podczas gdy w przypadku wielu nowoczesnych czujników dokładność nie ulega zmianie w czasie, może wystąpić błąd wartości bazowej, który należy odpowiednio skaliborwać. Jeszcze większe niedokładności mogą wystąpić z powodu umieszczenia czujników na niewłaściwej wysokości lub w pobliżu źródeł ciepła.

Oszczędność czasu

Zautomatyzowana funkcjonalność BMS odciąża zarządców budynków od stałego monitorowania parametrów i ręcznego ingerowania w ustawienia HVAC. Czas zaoszczędzony na monitorowaniu i dostrajaniu może uwolnić personel obiektu do wprowadzenia fizycznych ulepszeń i konserwacji.

Jeden interfejs użytkownika BMS oszczędza również czas, gromadząc wszystkie istotne informacje i elementy sterujące w jednym miejscu. Interfejsy mogą obejmować zarówno podstawowe „dashboardy”, jak i stacje robocze z pełną grafiką, ale zawsze powinny być intuicyjne w użyciu, ułatwiając monitorowanie i analizę. BMS może szybko przekształcić dane w czasie rzeczywistym w przydatne informacje biznesowe, pomagając w szybkim podejmowaniu decyzji.

Niższe koszty utrzymania

BMS umożliwia wczesną identyfikację awarii sprzętu. Z biegiem czasu większość budynków staje się mniej wydajna, ponieważ zmieniają się parametry operacyjne obiektu i spada wydajność sprzętu. BMS może implementować funkcje diagnostyczne dla większości elementów HVAC i wykrywać oznaki, że dany komponent zaczyna ulegać awarii. Operatorzy mogą być ostrzegani za pomocą alarmów, aby rozpocząć konserwację zapobiegawczą.

Poprawiony komfort użytkowników budynku

BMS umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym i optymalizację komfortu użytkowników, biorąc pod uwagę takie parametry jak temperatura, wilgotność i przepływ powietrza. BMS może również poprawić komfort poprzez zarządzanie jakością powietrza oraz umożliwiając powiadamianie i usuwanie usterek systemu, zanim parametry środowiskowe ulegną pogorszeniu. Wspierając wysoki poziom komfortu w pomieszczeniach, BMS pomaga zwiększyć satysfakcję, zdrowie i wydajność użytkowników.

Innowacje

Komunikacja

W przeszłości koszt wdrożenia BMS ograniczał jego zastosowanie głównie do dużych budynków komercyjnych. Jednak koszt infrastruktury takiej jak elementy sterujące czy czujniki obniżył się, a równolegle nowoczesne technologie komunikacyjne, w tym bezprzewodowe, są coraz powszechniejsze, co sprawia, że instalacja BMS jest stosunkowo łatwa i niedroga. Nowoczesne protokoły komunikacyjne pozwoliły również rozszerzyć możliwości systemów BMS w postaci komunikacji między urządzeniami lub kompletnymi systemami za pośrednictwem sieci komputerowych, często zastępując tradycyjne połączenia przewodowe.

Zarządzanie popytem na potrzeby sieci

Charakter systemu elektroenergetycznego zmienia się. Już niebawem powszechnym będzie że odbiorcy energii będą zmuszeni do dostosowania swojego profilu obciążenia w odpowiedzi na sygnały cenowe i potencjalne niedobory energii w systemie elektroenergetycznym, chociażby w kontekście rynku mocy. Ponadto właściciele budynków coraz częściej instalują lokalne instalacje wytwórcze lub magazynujące energię które podłączone są do sieci.

Systemy BMS są w coraz większym stopniu integrowane z opartymi na oprogramowaniu systemami zarządzania popytem reagującymi na sieć lub specjalistycznymi systemami zarządzania energią (EMS). Te innowacje w oprogramowaniu pozwalają na ogólną optymalizację zużycia, wytwarzania, eksportu i magazynowania energii, aby zawsze jak najlepiej wykorzystać warunki panujące na rynku energii.

Możliwości predykcyjne

Za pomocą systemów BMS możliwe jest wdrożenie strategii obniżenia maksymalnych opłat za zapotrzebowanie szczytowe, szczególnie w okresach, kiedy stawki dystrybucji są najwyższe. Nowoczesne systemy BMS są w stanie przewidywać podwyższone obciążenia budynku i umożliwić adekwatne dostosowanie parametrów w obiekcie z odpowiednim z wyprzedzeniem, w celu uniknięcia maksymalnych ustalonych poziomów progowych zużycia energii.

Korzystając z publicznie dostępnych prognoz pogody, BMS, poprzez Internet, może przewidywać korzystne lub ekstremalne warunki pogodowe i dostosowywać systemy HVAC w sposób pozwalający osiągnąć najbardziej efektywny rezultat chroniąc przy tym infrastrukturę. Dla przykładu, jeśli BMS przewiduje że nadchodzący dzień będzie cieplejszy niż zwykle, może z wyprzedzeniem automatycznie schłodzić budynek, aby wykorzystać energię poza szczytem lub sprzyjające warunki pogodowe.

Integracja z szerszymi systemami biznesowymi

BMS jest coraz częściej integrowany z szeregiem innych systemów biznesowych, umożliwiając bardziej zintegrowane podejście do zarządzania przedsiębiorstwem. Na przykład BMS może współpracować z systemami księgowymi i planowania zasobów lub współpracować z całymi systemami zarządzania obiektem. Elastyczność i wzajemna kompatybilność nowoczesnych komponentów BMS usunęła wiele barier między systemami biznesowymi, umożliwiając skuteczniejszą koordynację wielu aspektów działalności.

Mariusz Podgórski, promotor i ekspert w zakresie zarządzania energią i emisjami, z czym związany jest od ponad 10 lat. Współpracował z podmiotami takimi jak: IKEA, Grupa Bankowa Lloyds, Redbull, Vodafone czy City of London

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *