Lotniska to obiekty, gdzie na szeroką skalę wykorzystywanych jest wiele nowoczesnych rozwiązań, wśród których na szczególną uwagę zasługuje system BMS (Building Management System), integrujący wszystkie podsystemy i koordynujący ich pracę. Zastosowanie systemów automatyki budynkowej wpływa nie tylko na komfort osób przebywających w portach lotniczych, ale przede wszystkim jest niezwykle ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa.
Zarządzanie współdziałaniem wszystkich zainstalowanych na lotnisku systemów ochrony, bezpieczeństwa komunikacji i automatyzacji niewątpliwe stanowi nie lada wyzwanie. Systemy kontroli i dostępu, monitoringu, systemy nagłośnieniowe, dźwiękowe systemy ostrzegawcze, systemy sygnalizacji włamania i napadu oraz pożaru, systemy kontroli bagażu, a także systemy oświetlenia oraz wentylacji i klimatyzacji to tylko niektóre z rozwiązań stosowanych w portach lotniczych. Oczywiście wszystkie systemy muszą być ze sobą ściśle powiązane, a ich funkcjonowanie powinno być w wysokim stopniu niezawodne.
Na przykładzie trzech wybranych lotnisk przedstawimy różnego rodzaju rozwiązania wykorzystywane w tego typu obiektach. Oczywiście należy mieć świadomość, że oprócz gdańskiego, warszawskiego oraz wrocławskiego portu lotniczego, o których będzie mowa w artykule, również w przypadku innych polskich lotnisk stosowanych jest wiele nowoczesnych rozwiązań, wpływających na poziom bezpieczeństwa oraz komfort użytkowania obiektu.
Należy pamiętać o tym, że lotnisko to nie tylko hala przylotów i odlotów. Integralną częścią lotniska są m.in. pasy startowe czy wieże kontroli ruchu lotniczego, które również, a może przede wszystkim, korzystają z dobrodziejstw automatyki. W tym miejscu warto wspomnieć o Międzynarodowym Porcie Lotniczym Katowice, gdzie do końca 2018 roku ma powstać najwyższa w Polsce, 46-metrowa wieża kontroli ruchu lotniczego, w której zastosowanych zostanie wiele innowacyjnych rozwiązań.
Gdańsk
Gdański Port Lotniczy im. Lecha Wałęsy udostępnia swoim pasażerom dwa terminale pasażerskie – T1 oraz T2. Funkcję przylotową oraz odlotową dla lotów do krajów spoza strefy Schengen pełni terminal T1. Terminal T2, którego trwającą ponad dwa lata budowę ukończono w kwietniu 2012 roku, ma pełną infrastrukturę odlotową dla pasażerów podróżujących do krajów ze strefy Schengen i Non-Schengen, na którą składa się 20 stanowisk check-in oraz 10 gate’ów. Terminal T2, wyposażony w liczne rozwiązania automatyki budynków, jest nowoczesnym czterokondygnacyjnym obiektem zaprojektowanym w taki sposób, aby możliwa była jego rozbudowa w miarę rosnącego ruchu pasażerskiego.
W przypadku terminalu T2 zainstalowano i wdrożono całą gamę nowoczesnych systemów automatyki budynków. Podstawową strukturą umożliwiającą kompleksowe monitorowanie i zarządzanie infrastrukturą bezpieczeństwa, wszystkimi urządzeniami automatyki budynku oraz monitoringiem elektroenergetycznym, jest zintegrowany system BMS, w skład którego wchodzą stacje robocze rozproszone po całym obiekcie oraz dedykowane stacje do obsługi obrazów wideo. Dzięki zastosowaniu licznych punktów kontrolnych oraz czytników możliwe jest gromadzenie wszystkich informacji płynących z całego budynku w jednym miejscu, a w konsekwencji uzyskanie optymalnego zużycia energii, poprawienie funkcjonalności, komfortu oraz bezpieczeństwa. Szczególnie istotne jest to, że modułowa budowa systemu pozwala na dowolne rozbudowywanie instalacji, wyłączenie tylko niektórych elementów struktury, a także ograniczenie szkód powstałych wskutek awarii pojedynczych segmentów, co sprawia, że cały system jest bardzo elastyczny.
Na obszarze terminalu T2 zainstalowano cyfrowe kamery obsługiwane przez drugi ważny system – oprogramowanie Digital Video Manager. System ten zarządza cyfrową telewizją dozorową i ma wszystkie zalety cyfrowej telewizji CCTV oraz wiele dodatkowych funkcji, które mają wpływ na poprawę wydajności i skuteczności służb bezpieczeństwa, zmniejszając tym samym nakłady finansowe na instalację i obsługę.
Na zintegrowaną inteligentną całość składają się dodatkowo następujące rozwiązania: system HVAC, system kontroli dostępu ACC, system sygnalizacji włamania i napadu IA, monitoring energetyczny EM, system komfortu pomieszczeń oraz system sygnalizacji pożaru FAS.
Jeśli chodzi o system sygnalizacji pożaru, jest on oparty na wysoko wydajnych centralach pożarowych, które odznaczają się zaawansowaną technologią zapewniającą niezawodną ochronę przeciwpożarową nawet w obiektach, w których znajduje się tylko jedna centrala autonomiczna. W budynku terminala zainstalowano 5 takich central pożarowych, które monitorują pracę ponad 2 tys. detektorów.
Mówiąc o inteligentnych rozwiązaniach stosowanych w gdańskim porcie lotniczym, należy wspomnieć o wózkach bagażowych, które poruszają się po torze o długości 500 m. Na odcinkach prostych wózki poruszają się z prędkością 5 m/s, a na zakrętach osiągają prędkość 2 m/s. Każdy z 44 wózków wyposażony jest w silnik elektryczny oraz czujniki mierzące bagaż (jeśli bagaż jest ładowany automatycznie, weryfikowane są jego wymiary, aby zaplanować ruch taśmy ładującej i zrzucającej bagaż). Co ważne, każdy wózek przeznaczony jest dla jednego bagażu, a jego trasa prowadzi od załadunku przy punkcie check-in do oddania go na zrzutnię.
Wózkowy system bagażowy jest w pełni zautomatyzowany. Pasażer oddaje bagaż przy stanowisku check-in, gdzie pracownik operatora handlingowego nadaje mu numer i przywiesza przywieszkę. Następnie system automatycznie kieruje bagaż na odpowiednie poziomy kontroli bezpieczeństwa (od I do V). Na poszczególnych poziomach (I, II, III) znajdują się prześwietlarki, które są zdalnie obsługiwane przez operatorów. Ważnymi elementami systemu są trzy prześwietlarki bagaży, stanowisko kontroli manualnej (poziom IV) oraz przyczepka do wywozu bagażu niebezpiecznego (poziom V). Warto wspomnieć też o dodatkowej prześwietlarce do ponadgabarytowych bagaży, która jednak nie należy do systemu wózkowego. Ze względu na różnorodność bagaży ponadwymiarowych nie są one transportowane na wózkach, lecz taśmociągiem.
Działanie wózków jest w pełni automatyczne i zależne tylko od decyzji screenerów, którzy akceptują bądź odrzucają bagaż. Wszystkie zaakceptowane bagaże są na końcu odbierane przez pracowników operatora handlingowego i pakowane do wózków, którymi jadą do samolotu.
Warszawa
Port Lotniczy im. Fryderyka Chopina w Warszawie, obsługujący loty rozkładowe, czarterowe i cargo, jest największym portem lotniczym w Polsce. W 2015 roku lotnisko Chopina obsłużyło 11,2 mln pasażerów, co stanowi około 36% wszystkich pasażerów w krajowym i międzynarodowym ruchu lotniczym.
Jeśli chodzi o wdrożony w tym obiekcie system BMS, jego rola sprowadza się do sterowania i monitorowania urządzeń i systemów zlokalizowanych na terenie terminala A, parkingu P2 oraz łącznika do stacji kolejowej PKP. System BMS został oddany do użytku w 2007 roku i od tego czasu podlega modyfikacjom związanym z rozbudową systemu oraz zmianami w infrastrukturze technicznej lotniska. Architektura systemu oparta jest na koncepcji Enterprise Buildings Integrator (EBI) i składa się z dwóch redundantnych serwerów EBI, sześciu stacji operatorskich i sieci sterowników typu: Excel 50, Excel WEB, Excel 10, Comfort Point Open oraz Xls80.
Zasadniczymi funkcjami systemu BMS jest monitorowanie stanu pracy i zdalne sterowanie takimi podsystemami w budynkach, jak np.:
-> system wentylacji w terminalu A, parkingu P2 oraz łączniku do stacji PKP wraz z systemem klap pożarowych;
-> system wentylacji oddymiającej oraz napowietrzającej dla terminala A;
-> system węzłów cieplnych oraz węzłów chłodu w terminalu A;
-> system klimatyzacji pomieszczeniowej wraz z możliwością regulacji temperatury;
-> systemy zasilania energetycznego dla terminala A oraz parkingu P2;
-> system zasilania 400 Hz;
-> system oświetlenia płyt postojowych samolotów i ramp dla terminala A;
-> bramy, kurtyny, drzwi automatyczne;
-> system urządzeń transportu bliskiego w terminalu A, parkingu P2 oraz łączniku do stacji PKP;
-> system dokowania precyzyjnego samolotów DGS;
-> system śluz pasażerskich.
Co do systemu wentylacji i klimatyzacji terminal A (CDE) – poza strefą rampy rozładunkowej na poziomie piwnic, sortownią i maszynowniami technicznymi – wyposażony jest w system wentylacji mechanicznej z chłodzeniem lub klimatyzacją. Powietrze do systemu wentylacji i klimatyzacji uzdatniane jest w 81 centralach wentylacyjnych, zlokalizowanych w 16 wentylatorniach. Łączny wydatek powietrza nawiewanego w budynku wynosi 1 400 000 m3/h, przy czym łączny wydatek powietrza świeżego wynosi 552 500 m3/h. Wydatek powietrza największych central wentylacyjnych obsługujących hale odlotów w terminalu A wynosi 45 000 m3/h. Wszystkie centrale wentylacyjne pracują ze stałą ilością powietrza wentylacyjnego (CAV) i mają silniki jednobiegowe. W celu obniżenia kosztów eksploatacji w centralach wykorzystano układy recyrkulacji powietrza oraz odzysku ciepła. Zastosowano także obrotowe wymienniki ciepła. Ilość powietrza świeżego w ogólnej ilości powietrza w systemie wynosi 40%. Natomiast 60% powietrza w systemie stanowi powietrze recyrkulacyjne.
Warto dodać, że w przestrzeniach ogólnych budynku powietrze nie jest dowilżane. Pomieszczenia biur oraz sale konferencyjne wyposażone są w system klimatyzacji, z kontrolą parametrów temperatury i wilgotności powietrza poprzez system BMS.
Elewacje zewnętrzne szklane zabezpieczono przed nadmiernym rozgrzewaniem w lecie oraz szronieniem i tworzeniem strumieni opadającego powietrza w zimie, przez nawiew na nie powietrza uzdatnionego w centralach wentylacyjnych z nawiewników liniowych zlokalizowanych wzdłuż elewacji. Temperatura powietrza nawiewanego jest dostosowana do chwilowych warunków cieplnych. Kontrola temperatury powietrza w całym obszarze, zarówno latem, jak i zimą, realizowana jest poprzez system BMS.
Za sterowanie pracą central wentylacyjnych odpowiada system BMS, proces regulacji i sterowania przebiega według opracowanych przez projektanta algorytmów.
System wentylacji i klimatyzacji współpracuje z układem fan-coili (klimakonwektorów wentylatorowych), klimatyzatorów indywidualnych, klimatyzatorów pracujących w układzie multisplit oraz szaf chłodniczych.
Jeśli chodzi o budynek terminala A (AB), wyposażony jest on w instalację wentylacyjno-klimatyzacyjną podzieloną na systemy dostosowane do wymagań obsługiwanych grup pomieszczeń. W projektowaniu przyjęto założenie umożliwienia strefowego wyłączania klimatyzacji poza godzinami użytkowania (np. biura w godzinach nocnych), co wpływa na zmniejszenie energochłonności systemu. Dodatkowo zastosowano silniki w centralach wentylacyjnych, które wykonano w technologii EC. Umożliwia ona utrzymywanie optymalnych obrotów pracy wentylatora. Dodatkową zaletą zastosowanych silników jest możliwość zmiany ilości przepływu powietrza przez ograniczenie prędkości obrotowej, z zachowaniem bardzo wysokiej sprawności, co pozwala na znaczne oszczędności zużycia prądu. Jednocześnie zastosowano układ redundancji w przypadku awarii jednego wentylatora, prędkość „sąsiednich wentylatorów” zostaje zwiększona w celu utrzymania takiego samego przepływu powietrza.
Z punktu widzenia bezpieczeństwa jednym z ważniejszych rozwiązań zastosowanych na warszawskim lotnisku są dźwiękowe systemy ostrzegawcze (DSO), przeznaczone do prowadzenia zorganizowanej akcji ewakuacyjnej zgodnie z istniejącym scenariuszem ewakuacji obiektu w przypadku pożaru oraz do sprawnej komunikacji informacyjnej i ewakuacyjnej w przypadku pozostałych zagrożeń mogących zaistnieć w obiektach, w tym zagrożeń terrorystycznych. System umożliwia ogłaszanie komunikatów ewakuacyjnych dla stałych obiektów w sposób automatyczny oraz nadawanie zapowiedzi słownych przy użyciu mikrofonów strażaka. Automatyczna inicjacja transmisji komunikatu ewakuacyjnego wywoływana jest przez sygnał sterujący z Centrali Systemu Sygnalizacji Pożaru (SAP).
W trakcie normalnej eksploatacji obiektów system DSO jest wykorzystywany do transmisji komunikatów informacyjnych i zapowiedzi słownych. Możliwe jest nadawanie uprzednio stworzonych, wgranych i odpowiednio skonfigurowanych komunikatów stałych.
W momencie, w którym system DSO otrzymuje sygnał sterujący z centrali SAP, przerywa realizację jakichkolwiek funkcji niezwiązanych z ostrzeganiem. Mikrofony strażaka mają najwyższy priorytet, co oznacza, że użycie mikrofonu strażaka przerywa nadawanie komunikatu ewakuacyjnego.
Mówiąc o warszawskim lotnisku, warto wspomnieć też o modułach fotowoltaicznych zainstalowanych na dachu terminalu A, służących do wytworzenia energii elektrycznej z energii słonecznej. Wyprodukowana energia elektryczna będzie wykorzystywana przez użytkownika na potrzeby własne. Nie przewiduje się dostaw wyprodukowanej energii do sieci zewnętrznej (miejskiej), w związku z czym zastosowano blokadę dostawy energii do sieci zewnętrznej.
Wrocław
Wrocławski terminal, oddany do użytku w marcu 2012 roku, obsłużył już ponad 10 milionów pasażerów. Jego przepustowość wynosi 4 mln pasażerów rocznie, a po dalszej rozbudowie będzie mógł obsłużyć nawet 7 mln pasażerów. Obiekt spełnia najwyższe standardy funkcjonowania. Zastosowano w nim szereg inteligentnych rozwiązań, głównie z zakresu kontroli bezpieczeństwa, dostępu, monitoringu, systemów nagłośnieniowych, dźwiękowych systemów ostrzegawczych czy systemów przeciwpożarowych. Z punktu widzenia portu lotniczego ważne są zwłaszcza rozwiązania gwarantujące bezpieczeństwo – zarówno pasażerów, jak i prowadzonych operacji lotniczych, a także wszystkie rozwiązania podnoszące standard i jakość obsługi.
W przypadku wrocławskiego lotniska kluczowe znaczenie ma inteligentny system BMS, który integruje wszystkie podsystemy i koordynuje ich pracę. Warto zwrócić uwagę też na BHS (Baggage Handling System) – nowoczesny system kontroli oraz sortowania bagażu. Wrocław dysponuje urządzeniami czołowego dostawcy na świecie. Identyczny system działa na lotnisku Heathrow w Londynie. W ramach systemu bagaż przechodzi czterostopniową kontrolę bezpieczeństwa oraz skanowanie 3D, po czym trafia na sorter, skąd jest przydzielany do poszczególnych rejsów. Bezpieczeństwo zapewnia również system monitoringu, na który składa się 400 kamer i 3 stanowiska kontroli wyposażone w 24 monitory 36-calowe.
W 2016 roku zakończone zostały prace związane z przystosowaniem infrastruktury lotniska do wyższej, drugiej kategorii. Teraz samoloty mogą lądować we Wrocławiu w trudniejszych niż dotychczas warunkach atmosferycznych – przy wysokości decyzji nie niższej niż 32 m (było 65 m) oraz widzialności na drodze startowej nie mniejszej niż 300 m (było 550 m). Na inwestycję składał się remont drogi startowej (co warto podkreślić: prowadzony bez zawieszenia ruchu lotniczego) oraz modernizacja i rozbudowa systemu oświetlenia nawigacyjnego, który uzupełnił złożony system sterowania i zabezpieczenia systemów elektrycznych i elektronicznych. Właśnie ten ostatni zasługuje na szczególną uwagę w aspekcie inteligentnych rozwiązań. System pozwala na indywidualną kontrolę jego poszczególnych elementów. Każde ze świateł działa niezależnie, sygnalizując np. pracownikom ewentualne uszkodzenia. Przy tym wszystkim to system niskonapięciowy, a więc również energooszczędny.
W przypadku rozwiązań podnoszących standard obsługi pasażerów, Wrocław, na tle innych regionalnych lotnisk, wyróżnia się zastosowaniem rękawów lotniczych. W tym przypadku mówimy o inteligentnym systemie dokowania samolotów, zintegrowanym z rękawami lotniczymi. W praktyce kilka prostych ruchów wystarcza, by wielotonowa maszyna zadokowała do specjalnego pomostu, a pasażerowie przechodzili bezpośrednio pomiędzy samolotem a halą terminala. System dokowania maksymalnie ułatwia właściwe ustawienie samolotu – dla podróżnych oznacza to komfort i oszczędność czasu. We Wrocławiu z rękawów (w sumie wrocławskie lotnisko dysponuje czterema takimi urządzeniami) korzysta większość obsługiwanych tam przewoźników.
Autor: Dariusz Grabowski jest inżynierem budownictwa, którego obszar zainteresowań obejmuje m.in. nowoczesne rozwiązania stosowane w obiektach budowlanych.
