Inteligentny budynek to bardzo nośne określenie. Szybko weszło do naszego słownictwa. Wiele osób nie zastanawia się jednak nad jego znaczeniem czy sensem. Wyobrażenia czerpane z filmów lub opowiadań satyryczno-fantastycznych niezupełnie odpowiadają rzeczywistości.
Inteligentny dom niczego nie robi sam, nie wykorzystuje magii, ani nie podejmuje za nas żadnych decyzji. Jest natomiast posłusznym narzędziem zapewniającym podniesienie komfortu, zwiększenie bezpieczeństwa i ograniczenie zużycia energii. W przypadku budynku „inteligentny” znaczy przyjazny użytkownikowi i ekologiczny.
Co to jest inteligentny dom?
Inteligentny dom jest obiektem budowlanym, w którym rozdzielono funkcje zasilania od sterowania i w którym automatyka zbiera informacje z różnych czujników i przetwarza je na czynności sterownicze. Niestety, to wyjaśnienie wymaga znacznie szerszego omówienia. Najistotniejsze jest to, że automatyka nie robi niczego sama z siebie. Wszystkie działania wynikają z obserwacji normalnej eksploatacji.
Funkcjonowanie domu jest procesem cyklicznym. Zwykle wszystkie dni powszednie zaczynają się podobnie. Te same urządzenia są co 24 godziny załączane, wyłączane, przestawiane itd. Podobnie dzieje się w cyklu tygodniowym. Każdy poniedziałek jest niemal taki sam. W ten sam sposób używane są te same instalacje. Najczęściej w tych samych porach dnia i w tym samym zakresie. Ponadto można zaobserwować powtarzające się sekwencje zdarzeń.
Przykładem niech będzie typowy poranek. Najpierw pobudka. Następnie załączenie oświetlenia. Często włączenie radia lub telewizora. Wędrówka z chłodnej sypialni do łazienki, gdzie wita ciepła posadzka i miłe ciepło powietrza. W czasie gdy domownik bierze prysznic, ogrzewa się powietrze w garderobie. Miło ubierać się w cieple.
W kuchni trzeba jednak troszkę popracować. Automatyka nie wyjmie chleba z pojemnika, ani wędliny z lodówki. Może natomiast załączyć ekspres do kawy. Może też zacząć opiekać chleb w tosterze, jeśli ktoś, idąc do łazienki, włożył chleb do tostera. Urządzenia te powinny się włączyć w takim momencie, aby w chwili wejścia domowników do kuchni na śniadanie proces parzenia kawy i opiekania pieczywa właśnie się kończył.
Do wyjścia z domu pozostało jeszcze kilka czynności. Między innymi odwiedzenie WC, ubranie się, powyłączanie zbędnych urządzeń, sprawdzenie okien, załączenie alarmu, zamknięcie drzwi i odjazd. Wykonywanie każdej z tych czynności związane jest z załączaniem i wyłączaniem oświetlenia, ogrzewania, wentylacji oraz kontrolą wielu urządzeń.
Czasem jedno zdarzenie, np. uzbrojenie alarmu, wywołuje długi szereg działań systemów automatyki: nie tylko sprawdzenie okien i drzwi, ale też wyłączenie wszystkich zbędnych odbiorników energii, obniżenie wydajności centralnego ogrzewania albo klimatyzacji i wentylacji, otwarcie bramy garażowej i zamknięcie jej po zarejestrowaniu wyjazdu samochodu. To, co będzie się dziać od momentu uzbrojenia alarmu, jest dokładnie zaplanowane na podstawie obserwacji, zwyczajów i życzeń użytkownika.
Każdemu porankowi towarzyszy podobny cykl zdarzeń. Mogą one rozpoczynać się dokładnie o tej samej porze dnia lub następować w nieco innych godzinach. Ale sekwencja pozostaje ta sama. Niektóre zdarzenia zmieniają się ze względu na panujące w otoczeniu czynniki fizyczne. Na przykład w lecie nie ma potrzeby załączania oświetlenia, gdyż rano jest już jasno. Nie pracuje również (zwykle) system ogrzewania. A jeśli uchylone są okna, to także wentylacja jest zbędna.
Dla automatyki budynkowej nie ma to żadnego znaczenia. Dysponując informacjami z zegara sterowniczego, czujników zmierzchu, wilgotności względnej, temperatury, CO2, czujników ruchu i obecności oraz innych urządzeń sygnalizujących stany i parametry fizyczne, dostosowuje działania do rzeczywistych potrzeb.
W inteligentnym domu wszystkie procesy zachodzą zgodnie z ustalonym planem, z uwzględnieniem wszystkich parametrów zewnętrznych wpływających na ten proces. Jednym z najistotniejszych czynników nieplanowanych jest sterowanie ręczne. Ma ono zwykle wyższy priorytet od sterowania automatycznego. Ale dzięki niemu użytkownik może w każdej chwili przerwać lub zmodyfikować realizowaną sekwencję zdarzeń.
Czy inteligentny budynek ma sens?
Przed rozpoczęciem budowy warto rozważyć wiele aspektów. Zwykle jednym z najważniejszych czynników są koszty inwestycyjne. Wyposażenie budynku w inteligencję zwiększa jego koszty. Nawet o kilka procent. Najczęściej wyposażenie budynku w inteligentną instalację podnosi koszty wykonania budynku od 0,5 do 3%. Porównywanie kosztów tradycyjnej instalacji (większość obecnie budowanych budynków jest wyposażana w XIX-
-wieczną instalację elektryczną) nie ma sensu. To tak, jakby porównywać korzystanie z rykszy lub dorożki z jazdą samochodem o napędzie hybrydowym. Koszty da się porównać, inne parametry znacznie trudniej.
Kiedy wydatek się zamortyzuje? Nie istnieje żaden obiektywny sposób obliczenia. Natomiast na podstawie informacji uzyskiwanych od osób korzystających z takich rozwiązań można oszacować, że oszczędności energetyczne często przekraczają 50%. Głównie pochodzą one z ogrzewania i klimatyzacji, gdyż tam najczęściej dochodzi do marnowania energii. Ale udział oświetlenia też jest znaczący. Samoczynne gaszenie zbędnych lamp też przynosi oszczędności. Dynamiczny wzrost surowców energetycznych znacznie skraca okres amortyzacji nakładów.
Niebagatelne znaczenie ma komfort. Na ten cel przeznaczane są coraz większe kwoty. Czy ktokolwiek kupiłby dziś telewizor bez pilota, bez wyszukiwania i funkcji zasypiania? Jakie jest zapotrzebowanie na samochody bez ABS, ASR i klimatyzacji? Czy w domu można zrezygnować z wygody, jaką daje automatyka? Dla osób myślących logicznie odpowiedź jest jedna. Sterowanie i zarządzanie musi być coraz prostsze i coraz wygodniejsze. Dlatego jeden pilot może służyć do wszystkiego. Telewizor może mieć menu służące do zarządzania całym domem. A gdy w salonie zrobi się ciemno podczas kolacji lub spotkania towarzyskiego, to oświetlenie powinno samo się włączyć, równocześnie z zasłanianiem okna zasłonami.
Zamiast zmieniać nastawienia termostatu, wygodniej mieć zawsze właściwą temperaturę. Ciepło – gdy przebywa się w domu. A w nocy oraz gdy nie ma domowników – może być chłodniej. Gdy instalacja przełącza się sama, jest taniej i wygodniej. W sytuacjach rzadszych, np. gdy nagle zacznie padać lub zerwie się silny wiatr, inteligentny dom zapobiegnie stratom, samoczynnie, zamykając okna połaciowe i zwijając markizy. Zamiast gnać na poddasze, można spokojnie konsumować kolację.
Automatyka domowa zwiększa bezpieczeństwo na kilka sposobów. Zintegrowane instalacje, wymieniające między sobą informacje, wcześniej wykrywają zagrożenia, szybciej informują o nich i dodatkowo starają się przeciwdziałać powstawaniu szkód. Na przykład przyciskiem „paniki” może być dowolny przycisk używany na co dzień do obsługi oświetlenia lub żaluzji. Wystarczy specyficzne lub kilkakrotne naciśnięcie i zostanie wywołany alarm: cichy lub głośny. Równocześnie może zostać wysłana informacja alarmowa, np. SMS czy mail ze zdjęciem.
Współpraca z instalacją alarmową i systemem monitoringu jest bardzo wygodna i korzystna. Informacje mogą przepływać w obie strony. System alarmowy powiadamia automatykę budynkową o wszelkich zarejestrowanych zdarzeniach, m.in. wysyłane są informacje o uzbrajaniu i rozbrajaniu poszczególnych stref, stanach czujek ruchu, obecności, o zbiciu szkła, wycieku gazu itd. Informacje te są wykorzystywane do sterowania, archiwizowane i ewentualnie wysyłane pod wskazane adresy, a także wyświetlane na panelach dotykowych czy komputerach. Na przykład otwarcie okna spowoduje przełączenie ogrzewania w tryb ochrony przed zamarzaniem (lub klimatyzacji w tryb ochrony przed roszeniem). W ten sposób zapobiega się marnotrawstwu energii, jednocześnie nie dopuszczając do strat spowodowanych zamarzaniem. W przypadku rozbicia szyby reakcja jest podobna, ale dodatkowo opuszcza się żaluzja. Każdemu sygnałowi z systemu alarmowego odpowiada jakaś reakcja systemu zarządzającego domem.
Informacje przepływają też z inteligentnej instalacji do systemu alarmowego. Mogą to być polecenia uzbrojenia jakiejś strefy (rzadziej rozbrojenia), wzbudzenia alarmu, powiadamiania o zaistniałej sytuacji.
Trzecią formą współpracy jest używanie czujek wykorzystywanych w dwóch systemach. Na przykład czujki ruchu i czujki obecności mogą pracować jako alarmowe i jako wyłączniki oświetlenia. W zależności od trybu pracy sygnał jest wykorzystywany przez automatykę domową lub system alarmowy.
Prestiż, klasa
Posiadanie inteligentnego domu świadczy też o statusie właściciela. Podnosi jego prestiż w oczach otoczenia. Jest nieodłączną częścią wizerunku. Dobrej marki ubranie, samochód klasy premium i XIX-wieczna instalacja stanowią dysonans. Osoba znana, z klasą nie może założyć krawata z bazaru czy butów z marketu. Dom musi mieć automatykę podobnie rozbudowaną jak ta w samochodzie. A posiadany iPad czy iPhone powinien umożliwiać zarządzanie domem, zapewniać obserwację wnętrza domu i jego otoczenia z zainstalowanych kamer. Osoba na wyższym poziomie musi mieć możliwość uzbrojenia alarmu SMS-em lub podniesienia temperatury za pomocą telefonu, gdy niespodziewanie wraca z zimowego wyjazdu.
Panel dotykowy
Jednym z najbardziej widocznych elementów inteligentnego domu jest panel dotykowy. Spełnia on funkcje użytkowe, ale równocześnie jest eleganckim elementem dekoracyjnym salonu lub kuchni. Zainstalowany w miejscu, w którym zwykle przebywają domownicy, zapewnia szybką ocenę sytuacji w całym domu. Na wizualizacji widać, gdzie ktoś przebywa, co i gdzie jest włączone, jaka temperatura panuje w każdym pomieszczeniu. A gdy gość naciśnie przycisk bramofonu, na panelu pojawi się jego obraz, można będzie z nim porozmawiać i wpuścić go. Natomiast przed wyjściem można szybko sprawdzić prognozę pogody, zobaczyć, gdzie są korki lub sprawdzić pocztę internetową.
Panel dotykowy jest centralnym miejscem sterowania. Ma dostęp do wszystkich instalacji i czujników znajdujących się w domu. Za jego pomocą można realizować najprostsze funkcje, jak opuszczanie rolet czy rozjaśnianie lamp. Można też zmieniać nastawienia pokojowych regulatorów temperatury, modyfikować terminy załączania. Praktycznie można wszystko, co da się uczynić za pośrednictwem dowolnego czujnika, czujki czy przycisku.
Menu
Urządzenie wykonujące wiele funkcji łatwo może stać się nieczytelne i trudne w obsłudze. Aby tego uniknąć, korzysta się z menu. Dzięki niemu można intuicyjnie i szybko docierać do interesujących informacji. Zwykle wystarczy jedno dotknięcie, aby znaleźć właściwe dane. Jednym z przykładów jest oprogramowanie Quad-
Client firmy Gira, umożliwiające błyskawiczne dotarcie do właściwego miejsca.
Dotykowy ekran jest podzielony na trzy pola. Na połowie wyświetlacza znajduje się zbiór ikon służących do wyboru miejsc lub funkcji. Można też przejść do wizualizacji. Klikając w nazwę pomieszczenia lub jego zarys na planie ogólnym, uzyskuje się dostęp do szczegółowych danych i funkcji sterowniczych z nim związanych. Aby dało się precyzyjnie regulować wybraną funkcję, zastosowano wyskakujące okienka. Za ich pomocą można ściemniać światło, wpisując cyframi stopień regulacji, lub palcem przesuwać wirtualny suwak ściemniacza. Analogicznie można zmieniać dowolne parametry dowolnej instalacji.
Pozostałe dwa pola służące do przekazywania bardziej specyficznych informacji mogą zostać w każdym momencie powiększone do całego ekranu. Zwykle służą do zarządzania systemem multiroom, łączności domofonowej lub wideodomofonowej, przedstawiania wykresów (temperatury w dowolnym miejscu, zużycia energii i każdej innej wartości kontrolowanej przez system).
Wiadomości alarmowe mogą pojawiać się w dowolnej części ekranu, a towarzyszyć im może sygnał dźwiękowy i szczególne podświetlenie. Oprócz alarmu pokazują się podstawowe informacje określające, czego on dotyczy, a jeśli odnosi się to do miejsca obserwowanego przez jakieś kamery zainstalowane w domu, pojawi się także rzeczywisty obraz.
Centralne zarządzanie
Do panelu dotykowego docierają informacje o wszystkich zdarzeniach. Dzięki temu zawsze pokazywany jest stan aktualny. Za pośrednictwem panelu łatwo sprawdzić, czy sauna jest odpowiednio nagrzana, czy w piwnicy nie pozostało włączone oświetlenie. Jeden rzut oka i widać, czy podjazd do domu jest posprzątany i oświetlony na przyjazd gości. Dzięki graficznemu przedstawieniu na wizualizacji wszystkich sterowanych urządzeń można błyskawicznie oceniać sytuację i ewentualnie szybko wprowadzać zmiany. Z tego miejsca można sprawdzić wszystko. Bez wędrówek po domu.
Oprócz doraźnego sterowania możliwe jest wprowadzanie głębszych zmian, m.in. zmiany trybów pracy całego domu, np. symulacji obecności. Można też dokonywać zmian w odniesieniu do jednego lub kilku pomieszczeń, np. przed przyjazdem gości wprowadza się odpowiednie nastawienia temperatury w pokojach gościnnych.
Możliwość dotarcia do wszystkich informacji, zarówno stanów aktualnych, jak również z dowolnego okresu eksploatacji zapewnia wykorzystanie panelu do kontroli samoczynnie zachodzących procesów, np. zmian temperatury w cyklu dobowym lub tygodniowym. Wszystkie dane mogą być pokazane w formie graficznej, zestawiane z danymi poprzedniego okresu, przeliczane na koszty. Użytkownik zostanie powiadomiony, gdy koszty zużycia gazu wzrosną ponad prognozę lub analogiczny okres roku ubiegłego. Analizując wskazania różnych liczników i czujników, łatwiej dociec przyczyny i na tej podstawie wprowadzić zmiany w systemie.
Tam gdzie są małe dzieci, można wykorzystać panel do śledzenia, co dzieje się w pokoju dziecinnym. Zerknąć, czy dziecko śpi, czy się nie odkryło. A gdy zbudzone boi się ciemności, szybko rozjaśnić wnętrze.
Panel dotykowy jest zwykle w pełni funkcjonalnym komputerem. Dostępne są na nim wiadomości z kanałów RSS, prognoza pogody, poczta elektroniczna. Zamiast włączać komputer, wystarczy podejść i sprawdzić wiadomości albo porozmawiać z przyjaciółmi znajdującymi się w innych częściach świata.
Inną wygodną funkcją jest możliwość używania panelu dotykowego jako wideounifonu. Spełnia on wszystkie wymagania stawiane takim aparatom, dzwoni, gdy ktoś naciśnie przycisk, umożliwia rozmowę, otwarcie furtki. Na monitorze pojawia się obraz z kamery widoedomofonowej lub kamery zamontowanej na domu. Podczas prowadzenia rozmowy można włączyć oświetlenie wokół wejścia albo zamiast furtki otworzyć bramę. A gdy nikogo nie ma w domu, system może zapisywać obraz towarzyszący każdemu naciśnięciu przycisku w wejściu. Po powrocie wiadomo, kto starał się skontaktować.
Prestiż i ryzyko
Panel służy także jako element dekoracyjno-funkcjonalny podkreślający pozycję właściciela. Zamontowany w eksponowanym miejscu na ścianie wzbudza zainteresowanie odwiedzających. Dzięki estetycznemu wyglądowi wzbogaca wnętrze. Swoją funkcjonalnością potrafi zadziwić. I sprawia satysfakcję gospodarzowi prezentującemu jego możliwości.
Co się stanie, gdy takie urządzenie ulegnie uszkodzeniu? Czy cały dom przestanie działać? Na szczęście nie. Panel spełnia rolę interfejsu. Zapewnia lepszy i łatwiejszy dostęp użytkownikowi do systemu zarządzającego domem. Gdy zabraknie panelu, pozostają czujniki i przyciski rozmieszczone w różnych miejscach domu. Ponadto komputer przyłączony do domowej sieci komputerowej zapewnia dostęp do tych samych funkcji. Panel dotykowy może być także zastępowany przenośnymi urządzeniami typu iPhone czy iPod. Mają co prawda znacznie mniejsze monitory, ale wyświetlając tylko pewne sekcje obrazu, zachowują czytelność.
Panel dotykowy nie jest elementem niezbędnym w inteligentnej instalacji, jest jednak jednym z najbardziej funkcjonalnych jej elementów. Poza tym paneli może być kilka, różnej wielkości, w różnych miejscach. Duży, np. 19-calowy w salonie lub dużym holu. Natomiast w kuchni lub sypialni wystarczy mniejszy, 9-calowy. W różnych pomieszczeniach dochodzą nowe funkcje spełniane przez panel. Na przykład w kuchni staje się dodatkowo książką kucharską. Ponadto przypomina, co i kiedy wyłączyć lub zmienić temperaturę. A gdy obiad jest gotowy, umożliwia za pośrednictwem systemu multiroom powiadomienie wszystkich domowników, że czas zebrać się w jadalni.
Autor: Andrzej Dubrawski