Мировой рынок интеллектуальных зданий в настоящее время составляет около 80,62 миллиарда долларов, и к концу этого десятилетия он может вырасти до ~ 328,62 миллиарда долларов. Основой этой новой парадигмы является быстро развивающаяся комбинация Интернета вещей (IoT) и интеллектуальных датчиков зданий.
Интеллектуальные датчики зданий являются неотъемлемой частью современных систем управления недвижимостью, особенно коммерческой недвижимостью. Датчики с поддержкой Интернета вещей снижают затраты на электроэнергию, эксплуатацию и персонал, одновременно повышая эффективность, устойчивость, производительность, безопасность и защищенность.
Интеллектуальные датчики зданий могут трансформировать как жилую, так и коммерческую недвижимость, выходя за рамки традиционных функций климат-контроля и энергоэффективности. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать об интеллектуальных датчиках зданий и о том, как они меняют наш мир.
Что такое интеллектуальные датчики здания?
Технология быстро развивалась со времен электрического телеотермоскопа Уоррена Джонсона, также известного как электрический комнатный термостат, и датчиков движения Сэмюэля Баньо. Эти первые датчики были гениальными творениями, но не умными в современном контексте, поскольку Интернет не существовал до 60-х годов.
Интеллектуальные датчики здания могут определять и регулировать температуру, влажность, освещение, бытовые приборы и качество воздуха. Кроме того, датчики Интернета вещей могут отслеживать движение, близость, контакт, качество воды, электричество и безопасность, автоматизируя таким образом различные системы и предоставляя ценные данные.
Современные интеллектуальные датчики зданий используют различные технологии и Интернет вещей, чтобы обеспечить автоматизацию в режиме реального времени. Большинство интеллектуальных датчиков зданий также помогают в управлении имуществом и основных операциях, включая профилактическое обслуживание, безопасность и аварийные службы.
Типы интеллектуальных датчиков здания
По определению, все интеллектуальные датчики зданий поддерживают IoT. Однако жилое или коммерческое здание не обязательно использует полностью интегрированную систему управления.
Некоторые объекты имеют индивидуальную систему управления зданием (BMS). Такие установки могут иметь только один интеллектуальный датчик или несколько автономных установок. Однако в последнем случае датчики интеллектуального здания не используют общую или полностью интегрированную систему Интернета вещей.
Кроме того, некоторые объекты имеют частично интегрированную систему управления зданием. Такие настройки не требуют такого большого ручного вмешательства, как индивидуальная система управления.
В отличие от этого, полностью интегрированная BMS с поддержкой Интернета вещей охватывает все интеллектуальные датчики здания, установленные на объекте, с автоматизацией в режиме реального времени и актуальными данными.
Область применения системы управления зданием зависит от целей. Аналогичным образом, область применения и цели определяют типы интеллектуальных датчиков здания в BMS. Ниже приведены наиболее распространенные типы интеллектуальных датчиков зданий в Соединенных Штатах и во всем мире.
Датчики движения
Сэмюэль Баньо создал первый датчик движения для невоенного использования. Охранная сигнализация Bagno использовала ультразвуковые волны для обнаружения движения. Сегодня интеллектуальные датчики движения используют различные методы для отслеживания и обнаружения движения.
Наиболее распространенные типы интеллектуальных датчиков движения используют пассивный инфракрасный (PIR), микроволновый (MW) или оба. Некоторые датчики движения используют ультразвук и радиоволны. Системы обнаружения движения также известны как датчики присутствия.
Интеллектуальный датчик с двойной технологией, использующий пассивное инфракрасное и микроволновое излучение, имеет двухуровневый механизм обнаружения. Как правило, пассивный инфракрасный датчик обнаруживает движение или присутствие, а затем включается микроволновый радар. Любое движение или присутствие людей должны активировать оба этих датчика, чтобы система активировалась. Часто эти системы продаются как менее уязвимые к ложным срабатываниям.
Интеллектуальные здания с автоматическим освещением, климат-контролем, дверями и другими подобными функциями зависят от датчиков присутствия или движения. Эти датчики могут подключаться к системам визуализации или видеонаблюдения, тем самым расширяя возможности автоматизации, реагирования и анализа данных.
Теперь доступно множество интеллектуальных датчиков движения. Некоторые из них являются программируемыми, поэтому вы можете изменять зону покрытия, исключать передвижение домашних животных или мелких животных или использовать системы обработки изображений, видео или сигналов для настройки сигналов тревоги, связанных действий и других параметров.
Датчики температуры
Датчики температуры, используемые в интеллектуальных системах управления зданиями, очень похожи на те, которые вы, возможно, использовали. Эти датчики оснащены транзисторами, термопарами и термопарами для определения температуры, обычно в диапазоне от -67 до 302 ° F (от -55 до 150 ° C).
Интеллектуальные датчики температуры не имеют биметаллических полос, которые Уоррен Джонсон использовал для изготовления первого электрического комнатного термостата. Вместо этого в последних версиях установлены микроэлектромеханические системы (MEMS).
Для большинства жилых, коммерческих и промышленных объектов требуется несколько датчиков температуры, в зависимости от количества зон кондиционирования в здании. Соответственно, датчики температуры могут управлять обогревом, охлаждением и вентиляцией каждой зоны, обычно с помощью +/- 1- градусная точность.
Датчики влажности
Датчики влажности - это разновидность гигрометра. В то время как гигрометр измеряет только относительную влажность воздуха или внутри здания, интеллектуальные датчики делают еще один шаг вперед и регулируют влажность окружающей среды. Поэтому многие компании называют эти датчики humidistat или hygrostat.
Некоторые гигрометры или датчики могут измерять абсолютную влажность. Однако увлажнители или гигростаты, используемые в зданиях, почти всегда являются датчиками относительной влажности.
Существует три распространенных типа интеллектуальных датчиков влажности: емкостные, резистивные и тепловые.
· Емкостные датчики влажности подходят для жилых и коммерческих зданий. В большинстве систем кондиционирования воздуха, холодильников, духовок и автомобилей используются емкостные увлажнители.
· Резистивные датчики влажности не так точны, как емкостные увлажнители. Однако резистивные увлажнители воздуха более доступны по цене и, следовательно, являются предпочтительным вариантом для больших объектов недвижимости.
· Тепловые датчики влажности имеют большее разрешение и долговечность, чем три, поэтому эти увлажнители предпочтительнее на фармацевтических заводах, сушильных камерах и даже сушилках для белья.
Увлажнитель или гигростат - один из самых важных интеллектуальных датчиков здания для больших объектов с минимальной естественной вентиляцией или без нее. Коммерческие здания, такие как офисы, торговые центры, отели или крытые рестораны, могут иметь различную относительную влажность внутри по сравнению с воздухом снаружи.
Датчики освещенности
Датчики присутствия или движения могут регулировать подключенное интеллектуальное освещение. Однако в интеллектуальных зданиях также используются датчики освещенности или фотоэлектрические устройства. Фотодатчики отличаются от устройств обнаружения присутствия или движения.
Интеллектуальные датчики освещенности имеют светочувствительные ячейки для регулировки различных осветительных приборов в зависимости от силы, присутствия или отсутствия солнечного света. По сути, ячейки сканируют весь спектр видимого света, а некоторые могут даже обнаруживать инфракрасные и ультрафиолетовые волны.
Современные датчики освещенности используют различные технологии, такие как устройства фотоперехода, фотодиоды и фототранзисторы. Однако наиболее распространенным типом интеллектуальных датчиков освещенности, используемых в зданиях, является фотопроводящий элемент, также известный как фоторезистор или светозависимый резистор (LDR).
Светозависимый резистор может включать и выключать подключенные осветительные приборы. Вы также можете подключать светильники с регулируемой яркостью и автоматизировать их с помощью таких датчиков. Кроме того, полностью интегрированная система IoT BMS может синхронизировать осветительные приборы с датчиками освещенности, присутствия или движения.
Датчики дыма
Датчики или детекторы дыма существуют уже несколько десятилетий, и они являются неотъемлемой частью правил пожарной безопасности для многих типов объектов. Однако интеллектуальные датчики дыма обычно имеют несколько отказоустойчивых функций, которых нет в традиционных устройствах.
Основные концепции остаются теми же. Интеллектуальные детекторы дыма могут иметь фотоэлектрические датчики или использовать ионизацию. Двойные датчики дыма используют оба для безупречной эффективности, и несколько вариантов могут обнаруживать монооксид углерода.
В дополнение к этим обычным функциям интеллектуальные датчики дыма, совместимые с IoT, имеют встроенные батареи для резервного питания во время отключения. Некоторые интеллектуальные датчики дыма имеют Bluetooth для связи с телефонами в случае отключения Интернета.
Многие интеллектуальные детекторы дыма могут выполнять самодиагностику, чтобы подтвердить, работает ли система должным образом. Таким образом, вы получите уведомление, если такие датчики дыма выйдут из строя или будут работать неправильно.
Датчики качества воздуха
Традиционно датчики качества воздуха были необходимы на производственных и промышленных объектах. Многие коммерческие здания теперь оснащены этими датчиками для повышения эффективности и экономичности своих воздухоочистителей и систем кондиционирования. Датчики качества воздуха также необходимы для здоровья и безопасности.
Интеллектуальные датчики качества воздуха могут обнаруживать следующее, в зависимости от спецификаций:
· Углекислый газ
· Окись углерода
· Горючие газы
· Пыль
· Газообразный водород
· Сероводород
· Метан
· Закись азота
· Диоксид азота
· Оксид азота
· Кислород
· Озон
· Твердые частицы
· Диоксид серы
· Летучие органические соединения
Промышленным объектам и коммерческим учреждениям, имеющим дело с опасными веществами, необходимы датчики качества воздуха, охватывающие весь спектр этих паров, газов или летучих соединений.
Кроме того, датчики качества воздуха обладают определенной чувствительностью к обнаружению. Жилые и общественные здания нуждаются в чувствительных датчиках качества воздуха. В противном случае низкие уровни любых вредных газов, твердых частиц и летучих органических соединений могут остаться незамеченными.
Система управления зданием Интернета вещей должна подключать такие интеллектуальные датчики качества воздуха к центральной инфраструктуре и интерфейсу управления. Объекты недвижимости также нуждаются в достаточном количестве таких датчиков качества воздуха, как зоны для кондиционирования воздуха и очистителей.
Датчики воды
Интеллектуальные здания могут иметь два типа датчиков воды. Более простой тип - это датчик утечки воды. В этих разновидностях могут использоваться поплавки, барботеры, датчики давления или ультразвуковые датчики. Другой тип - это датчики качества воды для обнаружения ионов, веществ, взвешенных частиц и других элементов.
На некоторых объектах могут быть установлены датчики качества воды, способные измерять рН, общую жесткость, содержание карбонатов, бикарбонатов и мягкость, если эти параметры необходимы для предполагаемых коммунальных услуг.
В то время как стандартные датчики воды с интеллектуальными функциями могут использовать расходомеры или акустические системы, те, которые оценивают качество, являются более сложными и, следовательно, дорогостоящими. Однако датчики обнаружения утечек и качества воды необходимы во многих интеллектуальных зданиях.
Как и другие интеллектуальные датчики зданий, датчики утечки воды и системы оценки качества могут быть синхронизированы с датчиками температуры, влажности и качества воздуха. Обнаружение колебаний температуры, относительной влажности и качества воздуха в зоне может предоставить исчерпывающие и бесценные данные.
Предположим, произошла утечка из-за прорыва трубы, но управляющие недвижимостью не знают точного источника. В таких сценариях сопоставление данных в реальном времени с нескольких интеллектуальных датчиков зданий может иметь важное значение для определения точного источника проблемы и степени ущерба.
Датчики приближения
Датчики приближения в зданиях не сильно отличаются от датчиков, используемых в автомобилях и автоматических раздвижных дверях в торговых центрах и аэропортах. Принцип идентичен, но датчики приближения отличаются от датчиков присутствия или движения.
Как правило, датчики приближения используют ультразвуковые или электромагнитные волны для измерения расстояния между устройством и препятствиями. Некоторые устройства обнаружения приближения могут быть датчиками, отражающими площадь. Датчики, отражающие площадь, используют светодиоды и активное инфракрасное излучение для обнаружения препятствий. В отличие от пассивных инфракрасных датчиков движения, светодиод излучает активное инфракрасное излучение для определения близости.
Датчики присутствия или движения и датчики приближения могут работать в синергии. Высокоэффективная система управления зданием может использовать комбинацию этих датчиков и Интернета вещей для разделения обширного объекта на множество более мелких единиц. Вы можете выбрать зону размером с офисную кабинку или письменный стол.
Оптические датчики
Многие интеллектуальные устройства или инструменты используют оптические датчики, такие как датчики движения или присутствия. Даже детекторы утечки и качества воды могут использовать оптические датчики. Однако оптические датчики могут быть как аппаратными, так и программными.
Оптические датчики с системами обработки изображений и видео используют аппаратное и программное обеспечение. Однако спектр видимого света - не единственная область применения этих устройств. Оптические датчики могут сканировать инфракрасный, ультрафиолетовый или весь электромагнитный спектр.
Кроме того, оптические датчики являются неотъемлемой частью многих типов систем безопасности, независимо от набора устройств и детекторов, облегчающих первое срабатывание.
Датчики тока
Датчики тока могут обнаруживать и измерять электричество. Также известные как датчики CT или трансформатора тока, эти интеллектуальные системы могут измерять переменный, постоянный или оба.
Как правило, датчики тока имеют сплошную или разъемную сердцевину. В некоторых системах используются катушки Роговского, которые представляют собой замкнутые контуры. Такие устройства с индуктивной технологией используются для обнаружения или измерения переменного тока. Датчик тока, использующий разомкнутые контуры или проводящие методы, такие как эффект Холла, предназначен для постоянного тока.
Интеллектуальные здания могут использовать датчики тока не только для определения и измерения потребления электроэнергии, но и для синхронизации с системами отключения питания или протоколами для эффективного управления энергопотреблением.
Контактные датчики
Контактные датчики - это простые, но многофункциональные инструменты. Интеллектуальные контактные датчики повышают безопасность, предупреждая вас, если дверь, окно или точка доступа открыты. Кроме того, эти уведомления могут предотвратить значительную трату энергии и возможный ущерб инфраструктуре.
Двери, окна, а также главные входы и выходы - не единственные области применения контактных датчиков. Контактный датчик на магнитной основе может быть установлен на машинах, шкафах и обычных бытовых приборах, таких как холодильник.
Датчики безопасности
Датчики безопасности в интеллектуальных зданиях - это не отдельный тип устройств, а набор систем. Датчик безопасности может определять близость, присутствие, движение, изображение, видео или контакт. Таким образом, любая технология, которая может обнаруживать несанкционированное присутствие, может быть частью датчика безопасности.
Однако доступные сегодня интеллектуальные датчики безопасности используют инфракрасное излучение (пассивное и активное), микроволновое излучение или и то, и другое. Другими распространенными методами являются магнитные контактные переключатели, фотоэлектрические лучи и звуковые, включая ультразвуковые волны.
Томографические детекторы движения все еще находятся в стадии становления, поэтому технология, использующая радиоволны для создания 3D-изображений без прямой видимости, может занять некоторое время, чтобы стать обычной. В местах с прямой видимостью системы видеонаблюдения по-прежнему используются по умолчанию для обеспечения безопасности зданий.
Заключительные мысли
Многие преимущества интеллектуальных датчиков здания очевидны: энергосбережение, использование ресурсов, снижение затрат, оптимизация пространства, экологичность и безопасность. Однако представьте себе эволюцию, к которой могут привести данные, полученные с помощью этих BMS на основе Интернета вещей с использованием интеллектуальных датчиков.
Помимо анализа данных, интеллектуальные датчики зданий могут влиять на архитектуру, планирование инфраструктуры, застройку и социально-техническую деятельность. Что еще более важно, данные о любом ближайшем окружении могут указывать на потенциальные опасности, в том числе на опасность для здоровья.
При поддержке БСУ-37
