Příklad realizace projektu systému chytré domácnosti

Touhu člověka získat pohodlné bydlení lze plně realizovat ve formátu „Inteligentní dům na klíč“. Naše společnost (Intelligent Systems) realizovala takový projekt pro dvoupodlažní chatu s lodžií, balkonem a pozemkem, který je navržen zahradním designérem. Řešili jsme veškeré energetické záležitosti chaty včetně klimatizace a zabezpečení.

Projektování

Ve fázi návrhu bylo vypracováno technické zadání, které odráželo technické vlastnosti objektu (počet podlaží, materiál stavební konstrukce, tepelně izolační vlastnosti objektu atd.), základní (navržené) umístění hlavních spotřebičů elektrické energie a byla stanovena skladba systému podpory života.

Přijato pro design:

• Klimatizační systém pro obytné prostory, který zahrnuje ventilační, topný a klimatizační systém.
• Energetický systém chaty se dělí na silovou, osvětlovací (včetně nouzového a vnějšího osvětlení) a domácnost, které mají vlastní ochranu elektrizační soustavy a řídicí jednotky.
• Požární a zabezpečovací systémy.
• Obecný bezpečnostní systém, který se skládá ze systému čidel (únik vody, teploty, vlhkosti atd.), ovladačů ve výkonné jednotce a sady komunikačních a/nebo notifikačních nástrojů.

Během předprojektových prací bylo dokončeno:

• studie stávajícího systému přívodu a odvodu ventilace (průřez vzduchovodů, umístění vývodů kanálů, výpočet přípustných průtoků pro stávající konfiguraci kanálů a jejich vývodů);
• tepelně inženýrská studie chatových konstrukcí pro objasnění charakteristik otopné soustavy.

Vysvětlivka k projektu obsahuje 47 grafických podkladů ve formě elektroschémat pro každý typ zásobování energií a náčrtů rozvodů toků tepla a vzduchu pro všechny místnosti. Elektrické obvody projektu byly schváleny příslušnými úřady.

V našem případě padlo rozhodnutí zorganizovat vytápění na bázi elektrického podlahového vytápění a ohřátého vzduchu z ventilačního systému (chiller a fancoilové jednotky dvoutrubkového typu s elektrickým ohřívačem).

Dodávka zařízení

Pro realizaci projektu udělil zákazník specialistům společnosti právo výběru zařízení v určitém cenovém rozpětí. Spolupracujeme přímo s dodavateli, takže udržení poměru cena/kvalita a dodacích lhůt se nestalo obtížným úkolem. Elektroinstalace (vypínače, zásuvky atd.) byly zakoupeny s ohledem na projekt provedení (barva, tvar).

Systém klimatizace (větrání a klimatizace) využívá komplexní centralizovaný vícezónový VRF systém (pro plochy do 150 m2), který je instalován v technickém půdním prostoru. Systém zahrnuje:

• centrální chladicí (topný) systém s dvoutrubkovými výměníky tepla (fancoily), které jsou instalovány v obytných prostorách;
• odstředivé přívodní a výfukové ventilátory.
• oběhové čerpadlo pro čerpání chladicí kapaliny;
• instalace rekuperace vzduchu z odtahového segmentu větrání pro rekuperaci tepla (ohřev vody pro technické potřeby a ohřev vzduchu v zimě);
• štít pro automatizaci napájení;
• řadiče a mikroprocesorovou jednotku, která je propojena s hlavním serverem Smart Home.

Pro organizaci podlahového vytápění byly použity elektrické sady podlahového vytápění se samoregulačním kabelem, teplotním čidlem a řídící jednotkou pro každou vytápěnou místnost.

Instalace systému Smart Home

Náš tým elektromontérů považuje za velký úspěch, že vývoj projektu začal dříve, než byly dokončeny dokončovací práce, tzn. Projektové prvky (vzduchovody a osvětlovací vodiče skryté za podhledem, skryté silové a jiné kabely, rozvodnice a krabice) byly instalovány bez poškození povrchové úpravy. Kabelové kanály byly položeny podle schématu zapojení a mají rezervu na opravu nebo modernizaci. Hlavní rozvaděč, řídicí jednotka systému VRF a řídicí deska přívodu vody (panel pohonu ventilů) jsou umístěny v technické místnosti (polosuterén). Řídicí server automatizace Smart Home je umístěn v prvním patře.

Uvedení systému do provozu

Kolaudační práce probíhaly ve dvou etapách:

1. Kontrola funkčnosti skupin zařízení v autonomním režimu ihned po instalaci.
2. Připojení všech prvků systému k hlavnímu serveru, kontrola společného provozu a ovladatelnosti různých systémů.

Během druhé fáze práce byly simulovány různé situace:

• náhlé ochlazení (vytopení) místnosti;
• aktivace bezpečnostních, požárních nebo teplotních čidel;
• umělá změna osvětlení atd.

Na základě výsledků modelování byly stanoveny a stanoveny technologické konstanty, které určují tepelnou setrvačnost každé místnosti. Konstanty zohledňují vlastnosti konkrétní místnosti (účel, plocha, objem, přítomnost dělících stěn či regálů apod.) a určují intenzitu odezvy systému (rychlost a teplota proudění ohřívaného vzduchu, nárůst proudové síly vytápěné podlahy, potřeba a způsob upozornění atd.).

Řídicí systém Smart Home definuje priority, které charakterizují význam události pro bezpečnost a pohodlí domova:

• Spuštění bezpečnostního nebo požárního poplachu.
• Spouštění snímačů úniku, náhlé změny napětí, teploty nebo osvětlení.
• Provoz informační a mediální složky systému (multiroom, WiFi a/nebo internetové body).
• Osvětlení a údržba venkovních objektů.

Podrobnosti realizace projektu

Tento projekt má konstrukční prvky, které určovaly směry technické realizace „chytrého domu“. Minimalismus ve vybavení, absence příček (zóny jsou rozděleny podmíněně pomocí nábytku), velké otevřené prostory – umožnily použití progresivních a ekonomických systémů klimatu a médií.

Předsíň, obývací pokoj, kuchyň

Konvenčnost zón, kdy není jasné rozdělení na vstupní halu, obývací pokoj a kuchyň pomocí stěn nebo příček, ponechává prostor pro výběr možností umístění prvků klimatické složky „Chytrého domova“. Zároveň bylo nutné vzít v úvahu vlastnosti distribuce a tvorby proudění vzduchu, které přenáší potřebné množství chladu (tepla), ale nevytváří stabilní proudění s rychlostí vyšší než 0,2 m/s (průvan). V klimatizačním zařízení chodby a obývacího pokoje se používají potrubí (svítilna) a štěrbinové uzávěry teplého vzduchu z přívodního segmentu ventilace a v kuchyni je instalován výkonný digestoř.

Vytápění využívá teplé podlahy, jejichž topné zóny jsou umístěny v prostoru přítomnosti osob a jejich výkon je dostatečný pro vytápění. Pro zvýšení komfortu se používají koberce, pod kterými se podlaha topí méně než na otevřených plochách. K dispozici je ruční nastavení z hlavního serveru, ale to může být vyžadováno pouze v neobvyklé situaci (abnormální zima nebo teplo, rozbité sklo atd.).

Celý prostor je vybaven adaptivním systémem osvětlení s LED svítidly, rozdělenými do zón, které lze upravit dle přání majitele pomocí IR dálkového ovládání.

Mediální složka na chodbě a kuchyni je prezentována formou multiroomu, který je ovládán IR dálkovým ovladačem a zabezpečovací systém je prezentován v podobě čidel otevření (rozbití) dveří a oken, kouřových čidel a čidel úniku.

Pokoj pro spaní

Návrh ložnice neměl velký vliv na technická řešení. Slot fan coil s nastavitelnou klapkou, noční lampičky, vyhřívané podlahy a automatické závěsy (žaluzie) jsou minimální a dostačující sestavou klimatizace v ložnici.

koupelna

Sociální zařízení v našem projektu nejsou „přetížená“ technickými inovacemi, jako je adaptivní osvětlení nebo automatická regulace teploty. Vytápění se provádí podle specifického algoritmu, který zajišťuje nominální komfort, a odsávací ventilace zajišťuje odvod vlhkého vzduchu.

Terasa a balkon

Terasa v projektu je určena pro použití v teplé sezóně. Tento projekt nepočítá s jiným vytápěním než s přívodem teplého vzduchu přes fancoil, ale je zde automatické otevírání okna (výstup na balkon) a přípojka k počítači.

Venkovní osvětlení a bazén

Pro osvětlení prostoru v projektu byla použita jednoduchá LED stojanová svítidla. Pohybová čidla a další „možnosti“ jsou považovány za irelevantní, ale osvětlení prostoru lze zapnout v režimu blikání při spuštění bezpečnostního nebo požárního poplachu. Ohřev a čištění vody v bazénu probíhá podle zadaného algoritmu v určitou roční dobu.

Projekt, který jsme realizovali, není složitý ani high-tech. Používá minimální, ale efektivní zařízení a moduly pro zvýšení komfortu za dostupnou cenu.

Chytrý dům integruje různá zařízení a funkce, takže je lze snadno ovládat z jednoho místa – pomocí chytrého telefonu nebo hlasových příkazů. Technologie umožňuje automaticky, podle daného scénáře, regulovat světlo, teplotu, provoz domácích spotřebičů, zábavních zařízení a sledovat bezpečnost. Díky tomu je život pohodlnější a také se výrazně šetří energie. Koordinovaná práce domácí infrastruktury vytváří personalizované prostředí pro každého obyvatele. S pomocí chytré domácnosti jsou každodenní úkoly jednodušší, pohodlnější a správa domácnosti intuitivní a dostupná i na dálku.

Relevance automatizace

V éře rychlého technologického rozvoje se chytrý dům stal více než jen módním trendem. Mnoho lidí v 21. století si bez něj nedokáže představit svou existenci. Život ve městě se každým rokem zrychluje a automatizace šetří čas a efektivně řídí zdroje.

Automatizace procesů v domácnosti:

• snižuje zátěž člověka a umožňuje mu soustředit se na důležitější úkoly;
• se stává důležitým nástrojem pro optimalizaci spotřeby energie a snižování ekologické stopy.

Co je to chytrá domácnost a jak vypadá?

Jedná se o systém mnoha modulů. Automatizují rutinní procesy a zvyšují komfort a bezpečnost pobytu v budově. Nemusí se jednat o soukromé bydlení. Automatizační systémy pro domácí procesy jsou často instalovány v kancelářích a dokonce i v továrnách – v roce 2024 to již není neobvyklé. S jejich pomocí je možné osvobodit člověka od úkolů, které zabírají spoustu času, ale nepřinášejí peníze.

Moderní automatizační systémy jsou rozděleny do několika skupin:

1. Drátové, bezdrátové.
2. Centralizované, decentralizované.
3. S otevřeným protokolem, s uzavřeným protokolem.

Drátové i bezdrátové

Základem drátových systémů je jediná drátová centralizovaná sběrnice. Přenáší signály ze všech ovládacích zařízení do výkonných zařízení, která jsou umístěna na hlavním panelu.

• spolehlivost;
• vysoká rychlost odezvy díky ochraně proti rušení;
• velký výběr ovládacích prvků (smart switchů), a tím i jejich funkce a možnosti.
• různé integrované systémy – je snazší nainstalovat klimatizační systém, video nebo audio multiroom přes dráty;
• dlouhá životnost – žádné baterie (akumulátory), které je třeba pravidelně měnit (nabíjet);
• požární bezpečnost – všechny ovládací prvky jsou slaboproudé.

Pro pohodlné a diskrétní pokládání kabelů se doporučuje instalovat drátový chytrý dům ve fázi výstavby nebo velké rekonstrukce.

Základem bezdrátových systémů je Wi-Fi, Zigbee (rádiový signál s nízkou spotřebou), Z-Wave (rádiový protokol pro domácí automatizaci), Bluetooth (přenos informací na krátkou vzdálenost pomocí ultrakrátkých rádiových vln).

• Nejsou zde žádné dráty – vhodné pro budovy, které již byly dokončeny.
• Bezdrátové spínače se dodávají v provedení nad hlavou a vestavěné. Snadno umístitelné kamkoli.
• Žádné dráty, což je zajímavé především pro majitele dřevěných domácností.
• Ve většině případů není potřeba navrhovat automatizační systém.

Nevýhodou systémů Wi-Fi a Bluetooth je chybějící jednotný standard ovládání. Každý výrobce má svou vlastní mobilní aplikaci.

Centralizované a decentralizované

V centralizovaném chytrém domě je za vše zodpovědný modul centrální logiky. Obvykle se jedná o regulátor – volně programovatelný, s mnoha výstupy. Pro objekt je vyvinut řídicí program. Je nainstalován na ovladači a poté je naprogramováno mnoho scénářů. Řešení může být drátové nebo bezdrátové.

• správa všech inženýrských systémů v jediném rozhraní;
• připojení téměř jakéhokoli zařízení;
• vytváření složitých scénářů, které jsou vázány na různé faktory.

Nelze nemluvit o nevýhodách centralizované chytré domácnosti. Je to drahé a existuje riziko selhání. Pokud selže centrální logický modul – to se stane, i když zřídka, všechny komponenty přestanou fungovat.

V decentralizovaném prostoru je každé zařízení autonomní – vybavené mikroprocesorem s vlastní pamětí. To vysvětluje vysokou spolehlivost. Pokud jeden nebo více modulů selže, zbytek bude nadále fungovat jako dříve. Pozoruhodným příkladem jsou chytré domácnosti, které fungují na protokolu KNX.

S otevřeným a uzavřeným protokolem

Systémy s otevřeným protokolem lze sestavit z komponent od různých výrobců. Pozoruhodným příkladem je KNX. KNX Association kontroluje zařízení z hlediska kompatibility. Pokud má chytrý přepínač logo KNX EIB, znamená to jeho zvýšenou kvalitu.

• široký výběr vlastností, designu, ceny;
• vysoká konkurence, kvůli které výrobci neustále vyvíjejí nová zařízení.

Systémy pracující pomocí uzavřeného protokolu jsou vyráběny některými výrobci pro konkrétní zařízení. To snižuje náklady na software a umožňuje vytvořit zajímavé řešení. Kromě výbavy tohoto výrobce však nelze do systému integrovat nic jiného.

Komponenty chytré domácnosti

Hub neboli centrální ovladač je programovatelný řídicí modul. Přijímá signály ze senzorů, zpracovává je a posílá je do akčních členů. Sjednocuje všechna zařízení pro ovládání z jednoho rozhraní.

Senzory (snímače), akční členy (stmívače, relé). S jejich pomocí reagují na změny prostředí. Senzory shromažďují data o stavu domova (teplota, vlhkost, zda dochází k nějakým pohybům). Mohou dokonce detekovat úniky vody. Shromážděná data jsou přenášena do centrálního správce. Vysílá povely akčním členům. Akční členy provádějí akce – zapínají nebo vypínají světla, regulují teplotu, aktivují zabezpečení nebo ovládají domácí spotřebiče. Chytrý dům se tak automaticky přizpůsobuje měnícím se podmínkám a poskytuje vysokou úroveň pohodlí a bezpečnosti.

Systémová zařízení (napáječe, propojovací sběrnice, různá rozhraní, telefon, internetové brány). Poskytují napájení, kombinují senzory, ovladače a akční členy do jediného automatizačního systému.

Výhody

Výhod chytré domácnosti je mnoho. Proto si ho oblíbilo mnoho uživatelů. Pojďme si popsat ty nejvýznamnější.

Komfort plus pohodlí

Schopnost přizpůsobit se potřebám uživatele. Potřebujete večerní scénář, ve kterém se postupně ztlumí světla, zapne se hudba na pozadí a teplota v domácnosti se automaticky sníží na pohodlnou úroveň pro spánek? Prosím. To vše se konfiguruje a ovládá přes chytrý telefon nebo přes hlasového asistenta.

zabezpečení

Nabízí širokou škálu řešení pro ochranu domácnosti:

• KAMEROVÝ SYSTÉM;
• Chytré zámky;
• pohybová čidla, úniky vody a plynu.

Všechny pracují v jedné síti a spolupracují s dalšími komponentami:

• zámky otevírají nebo zavírají dveře ovládané přes mobilní aplikaci;
• Video dohled monitoruje v reálném čase, co se děje v objektu a jeho okolí.

Důležitou funkcí chytré domácnosti je automatizace akcí v případě potenciální hrozby. Pokud senzory detekují podezřelý pohyb nebo únik plynu, systém:

• okamžitě odešle upozornění uživateli;
• může automaticky zapnout sirénu, vypnout přívod plynu;
• zamknout dveře.

To vám umožní rychle reagovat na mimořádné situace a přiblížit se tak nule riziko škod na majetku a zdraví.

Systém také pomáhá chránit domov, když je majitel pryč. Může zapínat a vypínat světla v různou dobu, čímž vytváří iluzi přítomnosti, i když je domov prázdný.

Úspora času a zdrojů

To je jedna z hlavních výhod chytré domácnosti. Systém automatizuje mnoho rutinních úkolů, uživatel tráví méně času správou domácích procesů. Tak:

• Termostaty automaticky upravují teplotu v závislosti na denní době a přítomnosti člověka, vytvářejí komfortní podmínky a snižují náklady na vytápění a klimatizaci.
• Ovládání osvětlení může automaticky zhasnout světla tam, kde nikdo není, nebo je rozsvítit, když je detekován pohyb, což výrazně snižuje spotřebu energie. To snižuje účty za elektřinu a snižuje negativní dopad na životní prostředí.
• Chytré zásuvky hlídají spotřebu energie a s jejich pomocí můžete na dálku prostřednictvím mobilní aplikace vypnout proud do nevypínané žehličky.

Šetrné k životnímu prostředí

Chytré domy aktivně podporují koncept zeleného bydlení:

• Inteligentní řízení pomáhá snižovat spotřebu energie automatickou regulací osvětlení, vytápění a domácích spotřebičů.
• Chytré termostaty udržují příjemné teploty v různých oblastech a snižují spotřebu energie v oblastech, kde nikdo není doma. To zlepšuje energetickou účinnost bydlení. A to pomáhá snížit uhlíkovou stopu a snížit negativní dopad na životní prostředí.
• Voda se využívá hospodárněji. Senzory analyzují úroveň vlhkosti půdy a povětrnostní podmínky a automaticky upravují plán zavlažování.
• Aplikace technologií šetrných k životnímu prostředí. Solární panely lze také snadno integrovat do chytrých domácností. Sluneční energie, kterou akumulují, se využívá k napájení domácích spotřebičů, osvětlení a bydlení se stává ještě udržitelnější z hlediska spotřeby přírodních zdrojů.

Příklady implementace chytré domácnosti od Galerie Nazarov

Jedním z projektů, kde jsme zohlednili všechna přání klienta, je automatizace osvětlení, klimatizace a zabezpečení. Dům je vybaven pohybovými a teplotními senzory, které přizpůsobují světelné a klimatické podmínky v závislosti na přítomnosti osob v místnostech a aktuálním počasí. Ovládání probíhá pomocí mobilní aplikace, takže si obyvatelé mohou sami nastavit různé scénáře – od automatického rozsvícení světel, když se host během dovolené vrátí do úsporného režimu.

Dalším zajímavým projektem jsou multimediální řešení integrovaná do chytré domácnosti. Majitel bytu dostal personalizovaný multiroom. Umožňuje přehrávat hudbu a video ve všech místnostech současně nebo na přání samostatně a také si v každé místnosti nastavit vlastní playlist. Správa se provádí přes jediné rozhraní.

Integrace nových technologií

Budoucnost domácí automatizace přímo souvisí s rozvojem internetu věcí (IoT) a umělé inteligence (AI). Tyto technologie otevírají nové možnosti pro automatizaci a personalizaci domácích systémů.

IoT

Pracuje na protokolu ZigBee. S rozšiřováním dovedností IoT se stále více zařízení stává kompatibilních s chytrými domácnostmi. Například chytré domácí spotřebiče – ledničky, pračky, připojené k jedné síti, se vzájemně ovlivňují. Díky této úrovni integrace systémy samostatně řeší řadu každodenních problémů. Chladnička bude moci uživateli připomenout, že je čas doplnit zásoby potravin, a pračka navrhne nejvhodnější režim praní po předchozí analýze typů vloženého prádla.

Neuronové sítě

Umělá inteligence přidává do chytré domácnosti novou úroveň funkčnosti, díky níž je předvídatelnější a učí se přizpůsobovat zvykům majitele. Umělá inteligence dokáže analyzovat lidské činy a preference a nabízí optimální pracovní scénáře.

Pokud tedy systém zná čas, kdy se majitel vrátí z práce, připraví vše na tento okamžik předem:

• zapněte osvětlení;
• bude ohřívat vodu v bojleru.

To snižuje potřebu ručního ovládání na minimum a zvyšuje komfort bydlení.

Nové technologie navíc zlepšují bezpečnost. Video monitorovací systém může:

• analyzovat chování lidí na území;
• Identifikace potenciálních hrozeb na základě umělé inteligence.

Pokud je zaznamenáno podezřelé chování, automaticky odešle upozornění majiteli a zapne sirénu.

Možné nevýhody a omezení

Přes nepopiratelné výhody má chytrá domácnost i nevýhody. Vyzdvihněme ty nejvýznamnější.

Obtížnost instalace

Instalace může být náročný úkol, zejména pro ty, kteří v této oblasti nemají zkušenosti. Komplexní řešení zahrnující mnoho zařízení a technologií vyžadují pečlivý návrh a profesionální konfiguraci. Nesprávná instalace senzorů, rozbočovačů a dalších prvků může vést k poruchám nebo snížení účinnosti celého systému. K vytvoření plnohodnotného automatizovaného prostoru je nutná pomoc specialistů. Budou brát v úvahu všechny nuance a vlastnosti konkrétních obytných prostor.

Vysoká cena

To je další hmatatelné omezení. Počáteční investice do zařízení a jeho instalace je poměrně vysoká, zvláště pokud plánujete integrovat celou řadu funkcí – od ovládání osvětlení a topení až po zabezpečovací a multimediální zařízení. Nezapomeňte na náklady na údržbu, aktualizaci a modernizaci systému. Je důležité vzít v úvahu, že tyto náklady se z dlouhodobého hlediska vyplatí snížením nákladů na energie, zvýšením bezpečnosti a zlepšením kvality života.

Chytrý dům nabízí spoustu možností. Integrace řídicích systémů pro osvětlení, klimatizaci, zabezpečení a multimediální zařízení do jediného komplexu znamená každodenní pohodlí a komfort. I přes některé nevýhody (složitost instalace, vysoká cena) je chytrý dům významným krokem v řízení obytného prostoru. S rozvojem IoT technologií a neuronových sítí se tyto systémy stanou ještě dostupnějšími, funkčnějšími a personalizovanějšími.

• Moskva, Bolšaja Ordynka, 13
• Пн-Сб 10:00-20:00, Вск 10:00-19:00
• +7 (495) 134-33-25
• Zaregistrujte se do ukázkové místnosti
• [email protected]
• LLC “NAZAROV”