ČESKÉ VYSOKÉ U ČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍfiles.stanicek.webnode.cz/200000007-308a63183f/DP... · 2010-02-17 · domovní automatizace, inteligentní elektroinstalace,

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ

KATEDRA TECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ BUDOV

INTELIGENTNĚ ŘÍZENÝ NÍZKOENERGETICKÝ RODINNÝ DŮM

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Bc. RICHARD STANÍČEK

Vedoucí diplomové práce : Ing. Bohumír Garlík, CSc.

prosinec 2009

Poděkování

Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucímu diplomové práce

Ing. Bohumíru Garlíkovi, CSc. za trpělivost, připomínky a čas, který věnoval

mé práci. Ing. Josefu Kuncovi za umožnění certifikace KNX a svému otci

RNDr. Zdenku Staníčkovi, Ph.D. za konzultace z oblasti projektového řízení.

Prohlašuji, že jsem svoji diplomovou práci vypracoval samostatně s použitím

uvedené literatury a podkladů

V Praze 17. prosince 2009 ..............................................

Obsah ÚVOD

I TEORETICKÁ ČÁST

1 PROBLEMATIKA INTELIGENTNÍCH BUDOV...................................................12

1.1 Vývoj inteligentních budov.............................................................................................12

1.2 Současnost.......................................................................................................................15

1.3 Definice...........................................................................................................................16

2 POŽADAVKY NA INTELIGENTNÍ BUDOVY.......................................................18

2.1 Požadavky legislativní a normové..................................................................................18

2.2 Požadavky investorů, provozovatelů a uživatelů............................................................18

2.2.1 Funkčnost a estetika........................................................................................................18

2.2.2 Spotřeba energií...............................................................................................................19

2.2.3 Automatizace...................................................................................................................19

2.2.4 Ovládání systémů v budově.............................................................................................19

2.2.5 Bezpečnost.......................................................................................................................20

2.2.6 Správa budovy..................................................................................................................20

2.2.7 Režimy a scény................................................................................................................20

2.2.8 Zdravé a příjemné vnitřní prostředí.................................................................................21

2.2.8.1 Elektromagnetická kompatibilita.....................................................................................23

3 MOŽNOSTI INTELIGENTNÍCH BUDOV.................................................................24 3.1 Koncepce budovy.............................................................................................................25

3.2 Úprava vnitřního prostředí budovy...................................................................................25

3.2.1 Vytápění, chlazení a větrání.............................................................................................25

3.2.2 Osvětlení...........................................................................................................................28

3.2.3 Ionizátory vzduchu...........................................................................................................30

3.3 Elektronické a komunikační systémy..............................................................................30

3.3.1 Elektronický zabezpečovací systém (včetně EPS, ACS a CCTV)..................................30

3.3.2 Komunikační systémy.....................................................................................................33

3.4 Ostatní automatizace.......................................................................................................33

3.4.1 Stínící prvky....................................................................................................................34

3.4.2 Solární technika...............................................................................................................36

3.4.3 Tepelná čerpadla..............................................................................................................37

3.5 Ovládání systému.............................................................................................................37

3.6 Zajištění spolupráce jednotlivých systémů .....................................................................38

4 REALIZACE PROJEKTU INTELIGENTNÍ BUDOVY.......................................40

4.1 Zahájení projektu a požadavky investora, uživatele a provozovatele.............................40

4.2 Příprava technické dokumentace.....................................................................................41

4.3 Realizace stavby..............................................................................................................42

4.4 Uvedení IB do provozu...................................................................................................43

4.5 Užívání IB.......................................................................................................................44

4.6 Shrnutí realizace projektu IB..........................................................................................45

5 ZÁVĚR........................................................................................................................................47

II PRAKTICKÁ ČÁST

1 ZÁMĚR.......................................................................................................................................49

2 POPIS OBJEKTU...................................................................................................................49

3 POŽADAVKY NA INTELIGENTNÍ SYSTÉM ŘÍZENÍ A NÁVRHY ŘEŠENÍ.................................................................................................................50

3.1 Spotřeba energií...............................................................................................................50

3.2 Automatizace...................................................................................................................50

3.3 Ovládání systémů v budově.............................................................................................51

3.4 Bezpečnost.......................................................................................................................51

3.5 Správa budovy.................................................................................................................51

3.6 Režimy a scény................................................................................................................51

3.7 Zdravé a příjemné vnitřní prostředí.................................................................................52

4 TECHNICKÉ ŘEŠENÍ........................................................................................52

4.1 Popis EZS........................................................................................................................52

4.2 Popis systémové instalace...............................................................................................53

4.2.1 Topologie systému...........................................................................................................54

4.2.2 Přístroje na sběrnici..........................................................................................................54

4.3 Silové vedení....................................................................................................................54

4.3.1 Světelné obvody...............................................................................................................54

4.3.2 Zásuvkové obvody...........................................................................................................54

4.3.1 Světelné obvody...............................................................................................................54

4.4 Pokyny pro montáž..........................................................................................................55

5 PROGRAMOVÁNÍ SYSTÉMOVÉ INSTALACE...........................................55

5.1 Sestavení systémové instalace v ETS 3 Tester................................................................55

III SHRNUTÍ ...................................................................................................................................60

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY.........................................................................................61

SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK...........................................................63

SEZNAM OBRÁZKŮ.......................................................................................................................64

SEZNAM PŘÍLOH............................................................................................................................65

Inteligentně řízený nízkoenergetický RD Richard Staníček

DIPLOMOVÁ PRÁCE – FS ČVUT 2009 9

Úvod Pojmy nízkoenergetický dům a inteligentní budova jsou v současné době velmi populární a

vyskytují se v mnoha článcích a diskuzích. Nízkoenergetický dům je definován jako dům, jehož

spotřeba tepla na vytápění nesmí překročit 50 kWh/(m2a) [16]. Této a nižší hodnoty je dosaženo

celkovou změnou koncepce budovy. Je kladen důraz na tvar domu, orientace ke světovým

stranám, skladby jednotlivých konstrukcí, způsob vytápění a další. Pojem inteligentní budova je

dnes často vnímán jako automatizovaná budova, která přináší určitý komfort a přispívá ke

snížení spotřeb energií. To by ale znamenalo, že budova nevelkých kvalit (velké tepelné ztráty,

špatná orientace ke světovým stranám, a další) vybavená technologiemi a moderním systémem

řízení, je inteligentní budovou?

Bohužel toto tvrzení podporuje mnoho firem nabízející automatizované systémy, které

uvádějí, že nasazení daného systému udělá z budovy, budovu inteligentní. Pokud se jedná o malé

instalace, jako jsou rodinné domy či menší objekty s jednoduchým provozem, je možné

zmíněných požadavků dosáhnout pomocí nabízených řešení, za předpokladu, že návrh a

realizace systému je provedena s ohledem na všechny souvislosti. Stále se nebude jednat o

budovu inteligentní, ale pouze automatizovanou. U rozsáhlých instalací je situace ještě složitější.

Dodavatelů schopných dodat rozsáhlé instalace je omezené množství a samotná schopnost dodat

takto rozsáhlý systém neznamená, že dojde ke snížení energií v budově a ke zvýšení komfortu.

Naopak se někdy stává, že tyto stavby svým chováním obtěžují své uživatele. Uživatelé jsou

obtěžováni neustálým rozsvěcením a zhasínáním světel a pohybem žaluzií, které reagují na

světelné podmínky či na rychlost větru. Dalším problémem je spotřeba energií u těchto velkých

staveb. Stává se, že systémy jsou nesprávně navrženy či odladěny a dochází například

k současnému chlazení a vytápění. Výsledkem potom je, že budova energií plýtvá, místo aby

energii šetřila.

Tyto problémy jsou dle mého názoru způsobeny tím, že dodavatelé se při realizaci IB neřídí

žádnou definicí IB a používají tento termín volně. Dalším vážným problémem je, že celý proces

realizace IB to je zadání projektu, návrh řešení a zpracování dokumentace, realizace stavby,

uvedení do provozu a užívání stavby není kompetentně řízen a hlavně popsán. Při realizaci IB, je

důležité znát milníky, ve kterých musí být učiněna domluva účastníků realizace IB, aby

nedocházelo k zásadním chybám, které způsobí, že nebudou naplněny cíle projektu. Musí být

jasně stanoven způsob domlouvání a definováno kdo, s kým a na čem se má domluvit.



Cílem této práce je:

• vybrat vhodnou definici inteligentních budov

• v souvislosti s danou definicí stanovit, jaké jsou požadavky na inteligentní budovy

• představit možnosti, jakým způsobem dané požadavky realizovat

• popsat klíčové části realizace projektu inteligentní budovy

Druhou částí práce, je ověřit předložené návrhy z první části projektem nasazení

inteligentního systému řízení v již existujícím nízkoenergetickém domě, s cílem navrhnout

inteligentní budovu.



I. TEORETICKÁ ČÁST



1. Problematika inteligentních budov Inteligentní budovy (dále jen IB) jsou dnes velmi důležitým tématem, kterému se věnuje celá

řada škol, firem a institucí. V souvislosti s IB se můžeme setkat s dalšími termíny, které se pro

tyto budovy používají, jsou to: inteligentní dům, chytrý dům (smart house), digitální dům,

domovní automatizace, inteligentní elektroinstalace, systémová elektroinstalace, automatizované

systémy budov. Pod pojmem inteligentní budova je dnes většinou vnímána rozsáhlejší stavba

typu školy či kancelářské budovy. Inteligentní dům zas představuje stavbu malou, obvykle

rodinný dům. V této práci budu používat pojem inteligentní budova, protože rodinný dům je také

budovou.

Pojem IB je v současnosti používán velmi volně. Od domů, které mají například jen

elektronický zabezpečovací systém s kamerovým systémem a strukturované kabelové rozvody

pro počítačovou síť až po laboratorní domy, které se umí učit a přizpůsobovat vnitřní prostředí

pro konkrétního uživatele.

1.1 Vývoj inteligentních budov Termín IB se objevil v 80. letech v USA a sloužil pro vyjádření vzájemného propojení

systémů, služeb a správy budovy navržených, tak aby jako celek co nejvíce uspokojoval potřeby

uživatelů, správců a vlastníků budovy [17]. Myšlenka domu s automatizovaným provozem je ale

starší. Již v 60. letech minulého století byl v Japonsku předveden dům, v němž řízení všech

běžně používaných funkcí bylo svěřeno samočinnému počítači. Jednalo se samozřejmě pouze o

laboratorní případ, protože nasazení těchto systémů v praxi bylo extrémně drahé. Sálový počítač,

který dům řídil, výrazně převyšoval cenu daného domu a jeho velikost a nutnost být

v klimatizované místnosti, znemožňovala reálné nasazení.

Energetická krize v 70. letech minulého století, při které došlo ke zdražení cen ropných

produktů, byla impulzem pro zaměření pozornosti na snižování spotřeby výrobních energií,

energií na vytápění budov a na osvětlení [22]. Tyto přístupy ale u nás nebyly téměř řešeny.

V této době se přístup ke snižování rozdělil v podstatě na dvě části. Jeden směr se věnoval

rozvoji konstrukcí budov tak, aby budovy potřebovaly méně energie na úpravu vnitřního

prostředí. Tato část směřovala k nízkoenergetické výstavbě, která byla úspěšně ověřena v praxi

v 80. letech [23]. Druhý směr se věnoval měření spotřeby energie a jejího vyhodnocování. Tato

část směřovala k automatizovaným systémům, které měly zefektivnit dodávání energií a zabránit

zbytečnému plýtvání. Rozvoj výpočetní techniky umožnil nasazení centrálních řídicích počítačů,



které vycházely z první generace osobních počítačů. Vysoké investiční náklady těchto systémů

nedovolily nasazení do běžné praxe, ale pouze do objektů, ve kterých bylo možno dosáhnout

vysokých energetických úspor. Těmito objekty byly školy, zdravotnická zařízení a budovy státní

správy. V těchto budovách totiž bylo možné stanovit harmonogram provozu jednotlivých

místností v průběhu dne, týdne i celého roku. Díky tomu bylo možné naprogramovat vytápění

tak, aby udržovalo provozní teplotu v místnostech jen v době, kdy jsou skutečně využívány a

v ostatní době pouze temperovalo. V praxi se ukázalo, že spotřeba energie na vytápění klesla

v průměru o 30%. Bylo tedy zřejmé, že tyto technologie mají smysl, ovšem za předpokladu

výrazně vyšší technické vybavenosti elektrických instalací. Projevily se však první nedostatky

centrálně řízeného systému. Jednalo se o snadnou zranitelnost systému, protože závisel na

jednom řídícím prvku a o nutnost vést jednotlivá vedení ke každému snímači a akčnímu členu

[22].

Dalším krokem byly centralizované systémy, které již komunikovaly po sběrnici. V těchto

systémech měl každý snímač a akční člen vlastní mikroprocesorovou jednotku, která sloužila pro

komunikaci s řídící jednotkou. Veškerá komunikace probíhala přes řídící jednotku, která

určovala, který účastník bude vysílat naměřené hodnoty, či přijímat příkazy. Výhodou těchto

systémů je bezkonfliktní provoz sběrnice při vysokých přenosových rychlostech. Ze začátku

byly tyto systémy vhodné pro řízení jednoho souboru funkcí, například pro regulaci vytápění či

osvětlení, a hodily se tedy do velkých staveb. Dnes již tyto systémy mohou zabezpečit provoz

několika funkcí najednou a v tomto případě se naopak hodí do menších objektů. Nevýhodou

těchto systémů je zejména limit pro pozdější rozšiřování systému, pokud není řídící jednotka ze

začátku předimenzovaná.

Potřeba používat systémy jak v malých, tak velkých objektech s řízením různých funkcí a

možností zpětných hlášení (od akčních členů ke snímačům), vedla k vytvoření

decentralizovaného systému. Decentralizovaný systém nemá žádnou hlavní řídící jednotku.

Každý jednotlivý prvek na sběrnici má vlastní malou řídící jednotku, která mu umožňuje řídit

k němu přiřazené snímací prvky nebo akční členy a současně si vyměňovat potřebné informace

s dalšími prvky. Tento systém umožňuje stavebnicový způsob realizace a tedy i snadné pozdější

rozšíření. Příklad takového systému je zobrazen na obrázku č. 1.

Decentralizované systémy se v současné době nejčastěji realizují pomocí třech

komunikačních systémů: KNX/EIB, LONWORKS a BACnet. KNX/EIB a LONWORKS

vznikly téměř současně na konci devadesátých let. Oba systémy pracují na podobném principu a

disponují standardem otevřeného sběrnicového systému. To poprvé reálně umožnilo využít



široké nabídky zařízení různých výrobců. V současné době mají oba systémy velké množství

výrobců, kteří vyrábějí zařízení schopná komunikovat po těchto sběrnicích. Systémy KNX/EIB a

LONWORKS jsou zejména vhodné realizaci automatizační a provozně procesní úrovně IB.

Jedná se zejména o procesy řízení, měření, regulace, nastavování a ovládání. Úroveň

managementu jsou schopny pokrýt jen u méně rozsáhlých systémů. Systém BACnet (Building

Automation and Control Network) je standardizovaný komunikační protokol pro automatizační a

řídící systémy budov v němž si zařízení a systémy mohou vzájemně vyměňovat informace.

Nejedná se o sběrnicový systém. Systém využívá pro komunikaci sítě LAN nejčastěji ethernet.

Díky otevřenému komunikačnímu protokolu je u tohoto systému velký výběr z mnoha výrobců,

kteří dodávají zařízení pro automatizaci budov. Systém BACnet je vhodný pro realizace, jak

automatizační a provozně procesní úrovně, tak pro úroveň managementu – BMS (Building

Management System). Na úrovni managementu se shromažďují data ze všech dílčích oblastí, aby

bylo možné kvalifikovaně řídit budovu a vyhodnocovat hlášení o poruchách či alarmech. Právě

v této úrovni je BACnet silný, a proto je u rozsáhlých a složitých instalací mnohdy používán jako

nadřazený systém nad systémy KNX/EIB nebo LONWORKS, které zde fungují na

automatizační a provozně procesní úrovni [24].



Obr. č. 1 [3]

1.2 Současnost Dnešní doba je ve znamení snižování energií spotřebovaných v budovách. Jedná se zejména o

energie potřebné na vytápění, chlazení, větrání a osvětlení. Tento trend zvýšil poptávku po

nízkoenergetických a pasivních domech, kterých se i u nás staví výrazně více než dříve. Další

možné snižování spotřeby energií v domech představují inteligentní systémy řízení. Jedná se o

systémy, které jsou schopny vhodně řídit vytápění, větrání, chlazení, osvětlení, stínění, spotřebu

vody a další, tak aby spotřeba energie byla co nejnižší. Systémy tohoto typu nabízí v současné

době na našem trhu mnoho firem. Nabízejí systémy s různými možnostmi a v různých cenových

vrstvách. Ke klasickým systémům, které komunikují po kabelu, se také objevují systémy



bezdrátové, kdy celý systém komunikuje přes radiofrekvenční signál.

Jelikož ceny energií stále rostou a spotřeba energií také, jsou majitelé a provozovatelé velkých

objektů hotelů, rezidenčních nemovitostí, škol, výrobních objektů nuceni využívat veškeré

možné způsoby snižování spotřeby energií. Díky tomu se v současné době realizují nejenom

nové IB, ale začínají se dělat tzv. dodatečně inteligentní budovy. Jedná se zejména o

rekonstrukce stávajících objektů zaniklých skladů, průmyslových objektů, pivovarů a

nevyhovujících administrativních budov ale i rodinných domů či bytů [2]. Realizace dodatečně

IB je složitější než realizace nové IB, protože u dočasné IB už máme mnoho parametrů budovy

pevně daných. Jedná se zejména o tvar budovy, orientaci ke světovým stranám, materiál nosných

konstrukcí, konstrukční systém, do jisté míry i procento prosklení a okolní souvislosti. Tyto

parametry do značné míry ovlivní, jak bude IB fungovat.

Pokud chceme realizovat novou nebo rekonstrukcí vytvořenou IB musíme vědět co si pod

pojmem IB představit.

1.3 Definice Definicí IB je celá řada. Odlišnosti definic nejsou dány jen příslušností k různým univerzitám,

firmám či státům, ve kterých vznikly, ale hlavně hraje roli příslušnost daného autora definice

k určité profesi. Je velký rozdíl jak definuje IB architekt, developer, uživatel, odborník na TZB

nebo odborník na automatizované systémy. Společné pro tyto různorodé pohledy na IB je však

jedno základní hledisko: multidisciplinární přístup k projektu stavby s cílem, optimálním

způsobem splnit požadavky vlastníka, požadavky provozovatele a požadavky uživatele budovy

[2].

Bohužel z některých definic IB jako by se vytratil důraz na základní architektonickou a

stavební koncepci budovy. Budova samotná, ale tvoří základ pro další úvahy o instalaci

automatizovaných systémů a ostatních zařízení, které dohromady vytváří IB. Pro srovnání zde

uvádím několik používaných definic IB.

European Smart House Standards Group uvádí tuto definici. Inteligentní dům vytváří prostředí, jež umožní zajištění a zvýšení kvality života všech obyvatel

domů a bytů integrací technologií a služeb za účelem ekologického využití všech zdrojů,

zjednodušení obsluhy, zvýšení ochrany a bezpečnosti, komfortu a komunikace [5].

Definice se orientuje na spokojenost jejích uživatelů, které je dosaženo pomocí integrací

technologií a služeb. Budova samotná, její konstrukce, materiály a uspořádání, v definici není



zohledněna.

Japan Intelligent Building Institute uvádí tuto definici. Budova vybavena komunikačními službami a automatizovaným provozem a je vhodná pro

inteligentní aktivity [7]. Podlé této definice by IB byla většina moderních budov, které mají řízené vytápění, EZS a

ethernetovou síť.

Definice uvedená na Mezinárodním symposiu v Torontu 1985. Inteligentní budova představuje kombinaci inovace a techniky s kompetentním řízením s cílem

maximalizovat návratnost investice [6]. Definice je sestavena z pohledu technologií a efektivnosti není tedy zaměřena na komplexnost

řešení. Její cíl je jen částí cíle, který by IB měla naplňovat.

Intelligent Building Institute of USA (IBI) definuje IB takto. Inteligentní budova je taková, která vytváří produktivní a úsporné prostředí pomocí optimalizace

čtyř základních prvků - struktury, systému, služeb a managementu - a vzájemných vztahů mezi

nimi [4]. Jedná se o obecnou definici, která prosazuje komplexnost řešení. Je zaměřena na budovu, na

technologie a systémy v budově, na služby, které IB poskytuje, na řízení budovy, až bude

v provozu, a na požadavky uživatele. Tato definice zahrnuje pod pojmem IB vše, co bych

očekával, ale je přece jenom málo konkrétní.

European Intelligent Building Group (EIBG) uvádí tuto definici. Inteligentní budova je taková, která obsahuje nejlepší dostupné koncepce, materiály, systémy a

technologie navzájem propojené tak, že budova splňuje nebo překračuje výkonnostní požadavky

zainteresovaných stran, k nimž patří vlastníci, správci a uživatelé, stejně jako lokální a globální

komunity [4]. Tato definice je opět zaměřena na komplexní řešení IB. Definice je dostatečně konkrétní aby

z ní šlo vycházet při návrhu inteligentních budov. Klade důraz na stavební a architektonickou

koncepci budovy na její systémy a technologie, jako jsou systémy TZB a BMS a vzájemné

provázání budovy a jejích systémů. A dále vyjadřuje hlavní cíle IB a to je splnění požadavků

všech zainteresovaných stran. Důraz na budovu samotnou vidím jako zásadní, protože pokud

vezmeme nedobře navrženou budovu (s nevhodnými materiály, špatným prostorovým

uspořádáním nebo špatným energetickým konceptem), tak nasazení sebelepších systémů

inteligentního řízení neudělá z této budovy budovu inteligentní. Jsem přesvědčen, že tato

definice je vhodná pro správné vnímání IB, a proto z ní budu nadále vycházet.



2 Požadavky na inteligentní budovy Při realizaci projektu IB je třeba tyto požadavky shromáždit, aby mohly sloužit jako výchozí

informace pro další navrhování IB. Požadavky na IB lze rozdělit do dvou skupin, jsou to

požadavky legislativní a normové a požadavky investorů, provozovatelů a uživatelů. Následující

uvedené požadavky nejsou úplným výčtem všech požadavků na IB. Cílem je zachytit rozsah této

problematiky. Viz příloha č. 1.

2.1 Požadavky legislativní a normové Pod pojmem legislativní požadavky myslím stavební zákon a místně příslušné vyhlášky.

V daném místě mohou tyto požadavky ovlivnit například velikost budovy, druh zastřešení

(plochá střecha, sedlová střecha) a barevnost vnějších povrchů.

Další větší skupinu požadavků tvoří stavební technické normy. Ze stavebně technických

norem je třeba zohlednit zejména tyto soubory:

- 7300 Navrhování staveb, všeobecně - 7303 Stavební fyzika – Teplo - 7305 Stavební fyzika (akustika, teplo, denní osvětlení) - 7308 Požární bezpečnost staveb - 7343 Stavby pro bydlení (obdobně ostatní druhy staveb – školství, průmysl, atd.) - 7385 Automatizační a řídící systémy budov

Požadavky norem na stavby jsou z části závazné (požadavek musí být splněn) a z části

doporučené. Legislativní a normové požadavky jsou obecně platné pro jakoukoliv stavbu ne jen

pro IB.

2.2 Požadavky investorů, provozovatelů a uživatelů Tyto požadavky budou vždy záviset na druhu stavby a na individuálním rozhodnutí investorů,

provozovatelů a uživatelů. Požadavky nejvíce ovlivní, jak bude budoucí IB vypadat a fungovat.

Určí jaké systémy a technologie v budově budou a jaká bude stavebně architektonická koncepce.

Jedná se zejména o tyto požadavky.

2.2.1 Funkčnost a estetika Požadavky na funkčnost a estetiku specifikují, jaké má mít budova vlastnosti a jak má být

ztvárněna. Požadavky jsou zaměřené na celkové uspořádání objektu (počet a velikost místností,



světlá výška místností, atd.), na komunikační souvislosti mezi jednotlivými místnostmi, na

barevnost povrchů, tak aby k sobě ladili a nerušili uživatele, na použité materiály.

2.2.2 Spotřeba energií Tyto požadavky specifikují, jak bude budova energeticky fungovat. Stanoví, jestli se bude

jednat o dům s nízkou energetickou náročností, tedy o dům nízkoenergetický či pasivní. Jestli

bude mít například teplo-vzdušné vytápění s rekuperací tepla atd. Dále jsou to požadavky na

snižování spotřeby elektrické energie. Jedná se o inteligentní ovládání osvětlení a použití

úsporných svítidel, o vypínání některých zásuvkových obvodů a o využívání tzv. levného proudu

(využití nočního proudu). Dále pak požadavky na využití OZE, například solárních

fotovoltaických nebo fototermických panelů, tepelných čerpadel, biomasy a jiných. Dále

požadavky na hospodaření s vodou v objektu. Například požadavky na využití dešťové vody a

vyčištěné slabě znečištěné vody (voda po sprchování a mytí rukou) na zalévání zahrady,

splachování toalet či praní prádla.

2.2.3 Automatizace Jedná se o veškeré požadavky na automatizované systémy v budově, z pravidla to jsou

požadavky na vytápění, kdy je například požadována regulace teploty v každé místnosti,

přerušení vytápění ve chvíli kdy jsou otevřená okna nebo možnost zapnutí vytápění objektu

mobilním telefonem po delší nepřítomnosti. Dále jsou to požadavky na automatické větrání

v závislosti na koncentraci CO2 a zajištění minimální nutné výměny vzduchu v místnosti. Patří

sem i požadavky na automaticky ovládané stínicí prvky, osvětlení, zalévání zahrady a mnoho

dalších.

2.2.4 Ovládání systémů v budově Jedním z hlavních požadavků na ovládání systémů je, aby bylo jednoduché a komfortní. Tato

část souvisí s ergonomií ovládání a ovlivní ji nejvíce výrobci jednotlivých zařízení. Důležitými

požadavky, které dále ovlivní návrh systémů, jsou způsoby ovládání. Jedná se o ovládání

distribuované (ovládání jednotlivých zařízení samostatně např. světel, žaluzií, teploty

v místnosti), ovládání integrované (ovládání různých systémů sdružené do jednoho ovládacího

prvku např. dotykové displeje s obousměrnou komunikací, PC, dálkové multifunkční ovladače),

ovládání dálkové (ovládání různých systémů na dálku např. pomocí mobilního telefonu a přes

internet).



2.2.5 Bezpečnost Požadavky na bezpečnost můžeme v podstatě rozdělit na dvě základní části a to je pasivní

bezpečnost a aktivní bezpečnost. Pasivní bezpečnost se věnuje všem bezpečnostním prvkům,

které jsou statické (nevykonávají žádnou činnost). Prvky pasivní bezpečnosti mají zabránit

bezpečnostním incidentům jako je vloupání nebo šíření požáru. Jedná se tedy o obvodové stěny,

střechu, vstupní dveře a okna odolné proti požáru a snadnému vniknutí, o bezpečnostní zámky a

kování, o oplocení a další. Prvky aktivní bezpečnosti naopak vykonávají nějakou činnost.

Nejčastěji to bývá sledování určitých veličin či událostí. Mezi prvky aktivní bezpečnosti patří

EZS, EPS, CCTV, ACS a bezpečnostní osvětlení.

2.2.6 Správa budovy Informace o správě budovy většinou požadují její provozovatelé nebo dodavatelé, kteří

zajišťují služby v oblasti facility managementu. Facility management se zabývá řízením, správou

a provozem zařízení (budov). Požadavky z oblasti správy budov jsou zaměřeny na zajištění

informací o stavu jednotlivých zařízení a systémů, na údržbu budovy, správcovství a na

související služby. Požadavky na informace o stavu jednotlivých zařízení a systémů jsou

zejména, přehledy spotřeb energií, informace o stavu čidel, informace o teplotách v interiéru a

teplotách topného média, informace kdy je potřeba provést revize.

2.2.7 Režimy a scény Požadavky na režimy a scény mohou být jak na jeden konkrétní systém, tak na celý BMS,

který všechny systémy propojuje. Typickým systémem, ve kterém se vytvářejí scény, je umělé

osvětlení. Scény můžeme vytvářet pomocí změn intenzity světla a zapnutím/vypnutím

jednotlivých světel, tím můžeme měnit i barevnost interiéru. Požadavky na režimy a scény v celé

soustavě systémů mohou vypadat takto. Režim centrální vypnutí například při odchodu a

zakódování domu zhasne všechna zapomenutá rozsvícená světla, vypne definované zásuvky,

stáhne žaluzie do požadované polohy a upozorní na otevřená okna v domě. Další může být režim

noc, v tomto případě jsou některé zásuvky vypnuté, aby bylo omezeno elektromagnetické záření

a při vstupu do místnosti (na chodbu) se začnou pozvolně rozsvěcet světla na část své intenzity,

aby nebyla osoba oslněna.



2.2.8 Zdravé a příjemné vnitřní prostředí Tyto požadavky do značné míry ovlivní, jak bude výsledná budova vypadat a jakou bude mít

techniku. Ovlivní návrh vytápěcího, chladícího a větracího zařízení. Mohou zasáhnout do

uspořádání a tvaru jednotlivých místností, do návrhu materiálů povrchů a jejich barev, do

uspořádání nábytku a elektrických zařízení, do návrhu osvětlení a akustických izolací.

Požadavky na zdravé a příjemné vnitřní prostředí je možné rozdělit na požadavky na následující

mikroklimata, které spoluvytvářejí vnitřní prostředí budovy.

Tepelně-vlhkostní mikroklima je jednou z nejdůležitějších částí vnitřního prostředí, protože

významným způsobem působí na člověka a tím spoluvytváří jeho celkový stav [8]. Požadavky

jsou tedy směřovány na zajištění požadované teploty a vlhkosti v místnosti.

Toxické mikroklima je část vnitřního prostředí, ve kterém se vyskytují jedovaté látky.

Nejčastěji se jedná o jedovaté plyny, jako jsou oxid uhelnatý (CO), oxidy síry (SO2 a SO3) a

oxidy dusíku (NOx) [8]. Požadavky na toxické mikroklima jsou zaměřeny na zabránění vnikání

jedovatých látek do interiéru a na omezení vzniku toxických látek.

Odérové mikroklima se věnuje vůním a pachům v interiéru. Tato složka vnitřního prostředí

také do značné míry ovlivňuje stav člověka, hlavně jeho psychiku [8]. Požadavky jsou zaměřeny

na eliminaci odérů. Je třeba zajistit jejich odvětrání a minimalizovat jejich vznik.

Aerosolové mikroklima a mikrobiální mikroklima je část vnitřního prostředí, která obsahuje

prachové částice (pevné nebo kapalné aerosoly) a mikroorganismy neboli bioaerosoly (plísně,

bakterie, viry, endotoxiny a mykotoxiny, antigeny o průměru od 0,1 do 100 µm) rozptýlené

v ovzduší. Tyto složky mikroklimatu se významným způsobem podílí na čistotě prostředí

v interiéru budov a na zdravotním stavu uživatelů budovy [8]. Požadováno je tedy zabránit

vnikání prachových částic a mikroorganismů do interiéru, omezit vznik těchto částic a mít

možnost prach a mikroorganismy snadno odstranit.

Ionizující mikroklima je zaměřeno na radioaktivní látky. V budovách se můžeme setkat

s radioaktivními látkami přírodními (radon) a s umělými zdroji radioaktivního záření (např.

rentgenové přístroje). Vážným problémem radioaktivního záření je, že ho člověk neumí bez

pomoci přístrojů nijak rozeznat. Pronikání radonu do interiéru budov může mít při vyšších

koncentracích dopad na lidské zdraví [8]. Požadavky jsou tedy zaměřeny na zabránění vnikání

radioaktivních látek do interiéru a zabránění šíření těchto látek mimo vyhrazený prostor.



Psychické mikroklima se zabývá působením prostředí na člověka. Psychický účinek mohou

tedy mít všechny složky vnitřního prostředí (všechna mikroklimata) [8]. Navíc jsou to další

faktory (požadavky) jako je prostornost, barevnost, tvar nebo rychlost proudění vzduchu

v interiéru.

Světelné mikroklima a akustické mikroklima jsou opět složky vnitřního prostředí, které

výrazně ovlivňují psychický stav člověka. Světelné mikroklima se zabývá přirozeným a umělým

osvětlením interiéru a akustické mikroklima řeší šíření hluku v interiéru a pronikání hluku

z exteriéru [8]. Požadavky na světelné mikroklima jsou zaměřeny na návrh přirozeného osvětlení

(velikost prosklení a orientace ke světovým stranám) a návrh umělého osvětlení (množství a druh

svítidel, barva osvětlení a možnost regulace intenzity světla). Požadavky na akustické

mikroklima směřují na eliminaci šíření hluku v interiéru a na zabránění pronikání hluku do

interiéru.

Elektroiontové mikroklima je další důležitou složkou vnitřního prostředí. Aeroionty jsou

katalyzátory biochemických reakcí a působí na celkový stav nervového systému. K tvorbě iontů

dochází v exteriéru působením zemského elektrického pole, kosmického záření a ultrafialové

složky slunečního záření. Ionty dělíme na kladné ionty (ion dusíku) a záporné ionty (ionty

kyslíku a vodní páry). Nedostatek vzdušných iontů může některým lidem způsobit například

bolesti hlavy, kloubů, jizev, změny nálady a poruchy spánku. Pronikání iontů do interiéru mohou

zabránit konstrukce v pláštích budov. Jedná se o konstrukce z oceli a železobetonu, protože

mohou vytvořit kolem vnitřního prostoru Faradayovu klec. Dále k úbytku iontů dochází v okolí

obrazovek počítačů a televizí a ve špinavém prostředí (zakouřené místnosti). V interiéru je

možné vytvořit ionty uměle pomocí ionizačních zařízení [8]. Požadavky jsou tedy na možnost

pronikání iontů z exteriéru do interiéru a v případě nedostatku iontů na jejich výrobu.

Elektrostatické a elektromagnetické mikroklima opět výrazným způsobem působí na člověka.

Elektrostatické mikroklima je složka prostředí vytvářená elektrostatickými náboji na materiálech

a elektrostatickými poli v uvažovaném prostoru. Elektrostatický náboj se vytváří při

dynamickém styku a oddělování částic s různou i stejnou dielektrickou konstantou [8].

Požadavky na elektrostatické mikroklima směřují na eliminaci vzniku statické elektřiny.

Elektromagnetické mikroklima spadá do problematiky elektromagnetické kompatibility (EMC).

Tomuto tématu se budu věnovat samostatně, protože EMC je v současné době při realizaci

budov mnohdy opomíjena. Přitom se jedná o významnou složku ovlivňující vnitřní prostředí

budov.



2.2.8.1 Elektromagnetická kompatibilita EMC je podle směrnice Evropské unie 2004/108/ES definována takto.

Schopnost elektrických spotřebičů, zařízení a instalací pracovat uspokojivě ve svém

elektromagnetickém prostředí, aniž by samy způsobovaly nepřípustné elektromagnetické rušení

čehokoli v tomto prostředí.

Jde o to zajistit hygienické limity pro elektrické a magnetické pole a dále pro

elektromagnetické záření v kmitočtovém pásmu od 0 Hz do 1,7 * 1015 Hz. Rušivé zdroje

elektromagnetického záření mohou být interní nebo externí a umělého nebo přírodního původu.

Interní zdroje mohou být sítě a přístroje a zařízení. Sítě jsou to energetické (silnoproudé

vedení, impulsní rušení, vyšší harmonické, nízkofrekvenční magnetické pole, bludné proudy),

slaboproudé (telefonní vedení, WAN, LAN, TV a R kabelové, TV a R satelitní, mobilní telefony,

zabezpečovací zařízení), speciální (bleskosvodné, teplovodné, zemnící, vodovodní, plynovodní).

Z přístrojů a zařízení to jsou silnoproudé (výtahy, klimatizace, el. svářečky, tepelné spotřebiče,

motorové spotřebiče, mikrovlnné pece), slaboproudé (audio přístroje, video přístroje, PC,

kancelářské přístroje, a další).

Externí zdroje mohou být elektrická přepětí a bleskové výboje (korona, přímé a nepřímé

bleskové výboje), radiové vysílače (rozhlasové, televizní, jiné), rušení v energetické síti (spínací

pochody, vyšší harmonické, tyristorové regulátory) a rušení v telekomunikačních sítích

(venkovní vedení – antény).

Elektromagnetické záření ovlivňuje jak živé organismy, tak neživé subjekty. Pokud jsou živé i

neživé subjekty v elektromagnetickém poli může dojít k jejich poškození. Závisí to na síle

elektromagnetického pole. Při působení vysokofrekvenčních elektromagnetických polí se

zvyšuje tělesná teplota exponované osoby a asi po 6 minutách se ustálí na vyšší hodnotě. U

nízkofrekvenčního elektromagnetického pole, může docházet k rychlejšímu rozmnožování

rakovinových buněk. Při působení slabých elektromagnetických polí na člověka jsou

nejcitlivějšími orgány kůže, oči, nervový systém a pohlavní orgány. Může docházet k bolestem

hlavy, žaludečním a kožním potížím a depresím [6], [8].

Proti působení elektromagnetického záření na daný subjekt se v interiérech budov můžeme

bránit následujícími způsoby. Zjistit odstínění instalací a přístrojů, dodržovat bezpečné

vzdálenosti od přístrojů a elektrických vedení, odpojovat proud v klidových zónách a pořizovat

si jen skutečně nutné elektrické přístroje a instalace.



Všechny běžně používané zařízení jako jsou počítače, domácí spotřebiče, telefony jsou

z hlediska EMC posuzována a musí splňovat příslušné normy. Přesto tato zařízení určité

elektromagnetické rušení vydávají. Jak bylo popsáno výše dalším zdrojem rušení jsou různé sítě

v budově zejména silnoproudé vedení. Tzn. hlavním požadavkem při návrhu budovy je hlídat

souvislosti mezi chráněnými zónami (postele, odpočinková místa, jídelní a pracovní stoly) a

zdroji elektromagnetického záření, zamezit vzniku chráněných zón v ozářených místech budovy

a snažit se omezit zdroje elektromagnetického záření. Nevhodné umístění chráněných zón je

zobrazeno na obrázku č. 2.

Obr. č. 2

3 Možnosti inteligentních budov Pro kompetentní návrh a realizaci IB musíme mít k dispozici požadavky na IB a

identifikovány možnosti, jak těchto požadavků dosáhnout. Soubor možností nám vytvoří

množinu možných řešení, jak realizovat již zmíněné požadavky. Následující soubor možností

není úplným výčtem, jeho cílem je zachytit rozsah této problematiky. Protože se jedná o



možnosti související s IB budu vycházet z výše uvedené definice (EIBG) a u jednotlivých

možností zohledním i energetické hledisko. Pro názorný přehled možností slouží příloha č. 2.

3.1 Koncepce budovy Možností jak ovlivnit základní koncepci budovy je velmi mnoho. Důležité je rozhodnutí jestli

se bude realizovat budova klasická nebo budova se sníženou spotřebou energie

(nízkoenergetický dům, pasivní dům). Spotřeba energií na vytápění u NED nesmí překročit 50

kWh/(m2a) a u pasivního domu 15 kWh/(m2a) [16]. Základní tvarová koncepce bude vycházet

zejména z účelu pro jaký je stavba realizována. V podstatě lze říci, že v návrhu koncepce budovy

nejsme nijak omezeni. Všechny možnosti je ale třeba dávat do souvislostí tak, aby se podařilo

realizovat budovu vyváženou z hlediska konstrukčního, prostorového a estetického řešení,

ergonomie užívání a energetického konceptu. Můžeme navrhnout budovu složitého tvaru

s obrovskými okny a subtilní skeletovou konstrukcí, ale z hlediska energetického konceptu

budeme mít problém. Budova bude mít díky tvaru mnoho ochlazovaných ploch, velká okna

způsobí přehřívání interiéru a díky subtilní skeletové konstrukci bude mít budova malou

akumulační schopnost. Kvalitní návrh budovy s využitím všech vhodných řešení je základem pro

realizaci IB.

3.2 Úprava vnitřního prostředí budovy Zdravé a příjemné vnitřní prostředí je velice důležité pro pohodu uživatel budovy. Úpravu

vnitřního prostředí budovy zajišťujeme zpravidla pomocí systémů TZB. Jedná se o systémy

vytápění, chlazení, větrání, osvětlení a ionizační zařízení. Díky těmto systémům jsme schopni

udržet parametry vnitřního prostředí na požadovaných hodnotách a to i v případě, že se změnili

okolní a vnitřní souvislosti. Například klesla teplota v exteriéru (vytápění zajistí udržení

požadované teploty) nebo se v místnosti ocitl větší počet lidí (větrání zajistí dostatečnou výměnu

vzduchu). Úprava vnitřního prostředí je ale energeticky náročná. Zmíněné systémy spotřebují

většinu dodávané energie do budovy.

3.2.1 Vytápění, chlazení a větrání Vytápění a chlazení objektu tvoří nejvýznamnější část spotřeby energií v objektu. Největších

úspor je dosaženo celkovou změnou koncepce budovy. Což znamená místo klasické budovy

vytvořit nízkoenergetický nebo pasivní dům. Touto změnou je možno uspořit 50 % (ale i více)

spotřeby tepla na vytápění.



V nízkoenergetických domech je vhodné používat vzduchotechnické jednotky s teplo-

vzdušným vytápěním, protože vzduchotechnika zajišťující výměnu vzduchu je

v nízkoenergetických domech téměř nezbytná. Nízkoenergetický dům je totiž vzduchotěsný a

k přirozené výměně vzduchu infiltrací téměř nedochází. Další možností jak výrazně snížit

energetické ztráty budovy, je vybavit vzduchotechnickou jednotku rekuperačním výměníkem.

Ten se stará o to, aby docházelo k co nejmenším ztrátám tepla při nuceném větrání. Znečištěný

vzduch je odváděn přes výměník tepla a zde předá teplo vzduchu přiváděnému. Účinnost této

rekuperace se běžně pohybuje okolo 75%. Rekuperaci je možno využít jak v zimě (přiváděný

vzduch je ohříván vzduchem odváděným), tak v létě (přiváděný vzduch je ochlazován vzduchem

odváděným). Rekuperace v letním období je ale méně účinná, protože rozdíl teplot obou

vzduchů je menší než v zimě.

Další možností jak snížit spotřebu energií na vytápění, chlazení a větrání je zavedení

inteligentního způsobu řízení jednotlivých systémů. Řízení je možné aplikovat na sofistikované

vzduchotechnické jednotky (větrání, vytápění, chlazení, rekuperace), ale i na jiné druhy vytápění

jako je vytápění pomocí otopných těles, konvektorů, sálavých panelů a pasů, podlah a stěn.

Možnosti inteligentního řízení jsou následující:

• regulování vytápění či chlazení v každé místnosti zvlášť, nezávisle na zbytku objektu

• zavedení časových programů vytápění: noc, den, ráno, večer

• zavedení režimů vytápění: komfort, útlum, proti-mrazová ochrana

• při otevřeném okně vypínat větrání a vytápění dané místnosti

• možnost dálkového ovládání

• regulování množství větraného vzduchu

Aby bylo možné regulovat teplotu v jednotlivých místnostech, je třeba, aby byl v každé

místnosti tepelný snímač (viz obrázek č. 3) a aby šlo regulovat dodávky tepla, chladu a větraného

vzduchu do každé místnosti zvlášť. Rozsah regulace teploty v místnostech musí vždy vycházet

ze souvislostí mezi jednotlivými místnostmi a souvisí s účelem dané budovy. U rodinného domu

rozdíl teplot mezi jednotlivými místnostmi by měl být takový, aby nemohla nastat situace, že

jedna místnost je chlazena a jiná vytápěna. Pokud by k takovéto situaci došlo, tak místo

požadovaných úspor energie (nákladů), bude spotřeba výrazně vyšší. Jinak je tomu ve výzkumné

budově kde jsou různé laboratoře, zde může být rozdíl teplot mezi jednotlivými místnostmi dosti

značný. K současnému chlazení a vytápění tu tedy dojít může (vytápění kanceláře výzkumníků,

chlazení speciálních laboratoří), ale pouze ve výjimečných případech.



Obr. č. 3

Řízení časových programů a jiných režimů vytápění je věcí ovládacího programu. Časové

programy jsou nastaveny v programu a spínají se pravidelně v nastavený čas po dobu zvolenou

uživatelem. Různé režimy vytápění (komfort, útlum) lze přepínat buď manuálně nebo

automaticky. Automaticky jsou tyto režimy přepínány například v souvislosti s přítomností osob

v místnosti, kdy je nastaven režim komfort nebo při zapnutí bezpečnostního systému, kdy je

naopak nastaven režim útlum.

Dalším využitím spolupráce mezi bezpečnostním systémem a systémem vytápění je

zablokování vytápění při otevřeném okně. V tomto případě bezpečnostní systém zaznamená, že

je otevřené okno (pomocí magnetického okenního kontaktu) a vyšle tuto informaci systému

vytápění. Následně se přestane místnost vytápět. Vytápění se opět spustí až bude okno uzavřené

(viz obrázek č. 4). Stejný princip je použit v případě větrání místnosti. Tato spolupráce systémů

ale vyžaduje, aby čidla bezpečnostního systému byla stále aktivní a aby bezpečnostní systém

informoval ostatní systémy o stavu oken a dveří. Pokud spolupráce bezpečnostního systému a

ostatních systémů není z nějakého důvodu možná, je nutné každé okno a dveře vybavit

magnetickým kontaktem, který bude napojen na ostatní systémy. Tím z pravidla dochází ke

zdvojení některých prvků (magnetických kontaktů a pohybových čidel).



Obr. č. 4

Zajímavých úspor můžeme dále dosáhnout vhodnou regulací množství větraného vzduchu.

Množství větraného vzduchu se řídí hygienickými normami. Na jednu osobu se obvykle přivádí

25 m3/hod čerstvého vzduchu. Rozhodující je ovšem koncentrace CO2 v místnosti. Množství

větraného vzduchu je ale dále závislé na počtu osob v místnosti (CO2), druhu činnosti osob a

dalších zdrojů odérů, vlhkosti či výskytu jedovatých látek. Pokud je místnost provětrána a

nenacházejí se v ní žádné zdroje odérů, jedovatých látek, atd. není třeba místnost dále větrat a

postačí udržovací režim. Pro hlídání kvality vzduchu v místnosti slouží čidla CO2, čidla pachu,

vlhkosti. Dále by bylo vhodné instalovat čidlo počtu osob v místnosti. Systém byt tak mohl

pomocí čidla CO2 a počtu osob přesně nastavit potřebné množství vzduchu pro větrání. Tato

možnost je především vhodná pro větší místnosti kde se vyskytuje velké a malé množství osob,

jako jsou kina, divadla a přednáškové sály.

3.2.2 Osvětlení Další významnou část energií v domě spotřebuje osvětlení. Při správném návrhu a využití

současných možností můžeme dosáhnout zajímavých úspor. Například v místnostech, kde se

obyvatelé domu pohybují jen krátkou dobu (chodby, komory a šatny), je vhodné nainstalovat

automatické spínače osvětlení reagující na pohyb nebo na přítomnost osob. V místnostech kde se

osoby pohybují déle, je vhodné nastavit intenzitu umělého osvětlení v závislosti na aktuálním

množství denního světla. Pro tuto funkci je potřeba, aby byla v místnostech instalována čidla

měřící intenzitu světla.



S možností měnit intenzitu osvětlení úzce souvisí funkce stmívání světel. Tato funkce jednak

zvyšuje uživatelský komfort a navíc přispívá k úspoře energie, protože využíváme jen tolik

světla kolik opravdu potřebujeme. Stmívání světel je ovládáno jak manuálně, tak automaticky (v

závislosti na intenzitě denního světla). Manuálně si uživatel nastavuje intenzitu osvětlení, která

mu vyhovuje. Dále se funkce stmívání či naopak pomalého rozsvěcování využívá pro šetření

žárovek. Ty nedostávají takový šok a tím se zvyšuje jejich životnost.

V systému osvětlení se opět užívá princip různých scén a režimů. Systém je možno nastavit

například v závislosti na čase. V průběhu dne se mohou automaticky přepínat různé (předem

definované) scény. Velmi příjemný je pak například noční režim, kdy světla postupně zvyšují

intenzitu a nerozsvítí se až do maxima. Díky tomu nejsou osoby oslněny. Venkovní osvětlení

funguje také v určitých režimech. Buď pracuje podle časových intervalů, nebo je osvětlení řízeno

podle intenzity denního světla.

Další možností, jak využít inteligentního osvětlení, je využít ho pro zvýšení bezpečnosti. Do

systému se opět naprogramují různé světelné scény a ty se aktivují v nastaveném čase. Tento

systém se využívá například když jsou obyvatelé domu na dovolené. Dům díky tomu vypadá

jako by uvnitř někdo byl. Této funkci se říká simulace přítomnosti. Ovládání systému světel je

zobrazeno na obrázku č. 5.

Obr. č. 5 [9]



3.2.3 Ionizátory vzduchu Jak již bylo zmíněno výše, ionizátory vzduchu také patří mezi zařízení, pomocí kterých

upravujeme vnitřní prostředí, konkrétně vzduch. Ionizace vzduchu v interiéru se provádí ze dvou

důvodů. Prvním důvodem je, že ionizovaný vzduch příznivě působí na člověka (lepší

soustředěnost, pocit pohody a čerstvého vzduchu). Druhým důvodem je, že ionty přítomné ve

vzduchu se vážou na prachové částice a urychlují sedimentaci. Díky tomuto jevu se vzduch čistí.

Nejčastěji se používají ionizátory s koronovým výbojem. Emitorem iontů je kovová jehla,

která je umístěna tak, aby se vytvořené záporné ionty snadno šířily do vzdušného prostoru.

Nevýhodou těchto ionizátorů je, že vyžadují údržbu. Kovová jehla se totiž zanáší a hrot jehly se

tupí a tím klesá produkce iontů. Druhou skupinou jsou ionizátory s uhlíkových vláken. Jejich

emitor je tvořen vlákny čistého uhlíku. Díky tomu nevyžaduje téměř žádnou údržbu. Ionizátory

jsou nehlučná zařízení, které lze používat samostatně nebo jsou vestavěny v některých čističkách

vzduchu. Ionizátory jsou zejména vhodné do místností, kde se vyskytují televize a monitory.

Dále jsou vhodné i pro alergiky.

3.3 Elektronické a komunikační systémy Jedná se o dnes běžně používané systémy v budovách, jako jsou bezpečnostní systémy EZS a

EPS, kamerové systémy CCTV, systémy přístupu osob ACS. Dále pak komunikační systémy

jako telefonní linky, ethernetové sítě, rozhlasové systémy. U všech těchto systémů je velmi

dynamický vývoj a různých možností stále přibývá. Pro správné fungování větších budov

(administrativní budovy, školy) jsou všechny tyto systémy nezbytné. Díky těmto systémům

můžeme zajistit efektivní dohled nad budovou a komunikaci uvnitř a směrem ven. U menších

budov (rodinné domy) a u bytové zástavby se častěji setkáváme jen s internetovým připojením,

telefonní linkou a někdy EZS.

3.3.1 Elektronický zabezpečovací systém (včetně EPS, ACS a CCTV) Bezpečnostní systém objektu je komplexní systém, který se skládá z elektronického

zabezpečovacího systému, ovládání mechanického zabezpečení (zámky, rolety, venkovní

žaluzie), elektronického přístupového systému, simulace přítomnosti, kamerového systému,

elektrické požární signalizace a systému hlášení poruch vody, plynu atd. (viz obrázek č. 6).



Obr. č. 6 [10]

Elektronický zabezpečovací systém (EZS) je v dnešní době běžnou věcí. Základem EZS jsou

různé detektory, např.: detektory pohybu (infračervené PIR, mikrovlnné nebo jejich kombinace),

dveřní a okenní kontakty sloužící k detekci otevření, detektory tříštění skla, otřesové detektory

určené zejména na ochranu trezorů a jiných schránek, protipožární detektory a detektory úniku

plynu, vody a jiných látek.

Dalším důležitým prvkem zabezpečení proti vloupání jsou mechanické zabezpečovací prvky.

Mezi tyto prvky patří např. rolety, žaluzie, mříže, dveřní elektromechanické či elektromagnetické

zámky. Všechny tyto prvky je možné elektronicky ovládat. Ovládání je buď manuální nebo

automatické. Například při zapnutí zabezpečovacího systému se stáhnou žaluzie a uzamknou

dveře.

O simulaci přítomnosti jsem se již zmínil v souvislosti s osvětlením. K osvětlení se mohou

přidat další různá zařízení, která se budou náhodně spouštět například rádio či televizi, spouštět a

vytahovat žaluzie, roztahovat a zatahovat závěsy atd. Tohoto režimu se využije, když je dům

delší dobu opuštěn (např. v době dovolené).

Kamerový systém (CCTV) je poměrně nákladná záležitost, ale výrazným způsobem zvýší

zabezpečení objektu. Je velmi výhodné, když je záznam kamerového systému dostupný i mimo

objekt, např. přes webové rozhraní. Díky tomu můžeme mít přehled co se v domě a jeho okolí



aktuálně děje. Kamerový systém může fungovat ve dvou režimech. Zaprvé může snímat objekt

nepřetržitě, tím nám ale vzniká velká spousta video materiálu a je problém s archivací. Druhou

možností je že se systém aktivuje pomocí pohybových senzorů nebo když ho k tomu vyzve

uživatel prostřednictvím ovládacího programu.

Elektronická požární signalizace bývá v případě menších budov součástí EZS. Ve velkých

budovách je, ale samostatným systémem. EZS je v takovém případě doplněna o detektory kouře,

detektory vysoké teploty, detektory různých plynů. Poplach způsobený požárem musí být od

poplachu od vloupání zřetelně odlišen. Obyvatelé domu musejí okamžitě rozpoznat co se děje.

Při detekci požáru je potřeba, aby EPS spolupracovala s dalšími systémy. Je potřeba zapnout

nouzové osvětlení, odemknout zámky dveří, vytáhnout žaluzie a nastavit vzduchotechniku do

požárního režimu. Dálkově je pak možné (až jsou všechny osoby evakuovány) spustit hasicí

systém např. speciálním plynem. Tyto plyny fungují buď tak, že zmenší koncentraci kyslíku

v místnosti nebo absorbují teplo z plamenů. Tento způsob hašení je velmi šetrný k elektronice,

obrazům a nábytku, narozdíl od hašení vodou, práškem nebo pěnou. Viz obrázek č. 7.

Obr. č. 7 [11]

Systém zabezpečení je možné vybavit GSM bránou, která zajistí, aby byl majitel domu či

ostraha, stále informován o situaci v domě. Dále je vhodné, aby byl bezpečnostní systém

přístupný přes webové rozhraní.



3.3.2 Komunikační systémy Nejčastějšími komunikačními systémy v domě jsou telefonní linky, ethernetové sítě,

bezdrátové sítě (např. GSM). Méně rozšířené komunikační systémy jsou pak domovní telefonní

ústředny, radiové systémy nebo rozhlasové systémy. Dnes nejvíce využívaným komunikačním

systémem v budovách jsou ethernetové sítě. Pomocí ethernetu zajistíme základní komunikační

požadavky uživatelů (přístup na internet, emailová komunikace, instant messaging, telefonování

prostřednictvím internetu (VoIP)), ale také můžeme pomocí ethernetu zajistit komunikaci

některých systémů v budově. Jedná se o systémy osvětlení, stínicích prvků, vytápění a

vzduchotechniky, kamerové systémy a řízení správy budovy (BMS). Všechny systémy jsou

pomocí IP rozhraní připojeny k ethernetu. Buďto se připojují samostatné prvky (např. IP kamera)

nebo celé systémy, které vlastní komunikaci provádějí například po sběrnici. Výhodou

komunikace pře ethernet je vysoká rychlost komunikace a hlavně možnost spravovat systém

odkudkoliv, kde je umožněno připojení k ethernetu. Pokud je ethernet propojen s internetem je

možné systémy ovládat z libovolného místa.

Zajímavou možností je dům vybavit telefonní ústřednou. Ta pak může zajistit telefonní

komunikaci mezi jednotlivými místnostmi, video-vrátným a také telefonní komunikaci směrem

ven. Zároveň může být propojena s audio systémem domu, a tím vytvoří domovní rozhlas.

3.4 Ostatní automatizace Pod pojmem ostatní automatizace mám na mysli ostatní systémy a zařízení, které nespadají do

již zmíněných kategorií. Jedná se zejména o řízení stínění budovy, záložní zdroje, řízení dodávek

vody, plynu a elektřiny, řízení solární techniky a tepelných čerpadel, ovládání dveří, oken, vrat,

řízení zalévání zahrady a ovládání multimediálních přístrojů. Podrobněji se budu věnovat

možnostem řízení stínění a řízení solární techniky a tepelných čerpadel, protože tyto systémy

výrazně ovlivňují spotřebu energií a jsou vhodné pro NED. Možnosti ostatních systémů projdu

zde pouze orientačně.

Záložní zdroje se nejčastěji používají v provozech, kde je nezbytné zajistit nepřetržitou

dodávku elektrické energie. Jedná se o různá nemocniční pracoviště (např. operační sály),

výzkumné laboratoře, atd. Dále jsou záložní zdroje potřebné v případech, kdy jsou přerušeny

dodávky elektrické energie a je třeba zajistit, aby se určité zařízení, bylo schopno korektně

vypnout. Například se jedná o vypnutí serverů při delším výpadku proudu. V prvním případě,

kdy je třeba zajistit nepřetržité dodávky elektrické energie po delší dobu, se používají



dieselagregáty. Jedná se o zařízení složené z generátoru elektrické energie a spalovacího motoru.

V druhém případě se používají zařízení UPS. UPS funguje na principu akumulátoru. Pokud není

dodávka elektrické energie z primárního zdroje přerušena, je UPS udržován v nabitém stavu.

Obvykle se UPS zapojuje mezi primární zdroj elektrické energie a vstup napájení chráněného

zařízení/systému.

U řízení dodávek vody, plynu a elektrické energie se jedná o možnost tyto dodávky zastavit či

dávkovat. Tato možnost je důležitá jak z ekonomických důvodů, tak hlavně z důvodů

bezpečnosti. Například je třeba při vzniku požáru vypnout přívody plynu a některých

elektrických obvodů. Naopak při detekci zaplavení místnosti dojde k uzavření přívodu vody do

místnosti či objektu. Do řízení dodávek vody patří i domovní čističky odpadních vod. Čističky

mívají různá čidla, která hlídají proces čištění odpadních vod. Například u biologických čističek

je třeba hlídat množství bakterií, které čistí odpadní vodu. Pokud dojde k jejich přemnožení nebo

k úbytku vyčištěná voda nemá požadovanou kvalitu. Navíc může dojít k poruše ČOV. Proto je

potřeba mít možnost ČOV řídit a kontrolovat i vzdáleně.

Ovládání oken, dveří, vrat patří dnes k běžně používaným systémům. Pomocí elektromotorů

můžeme tyto prvky dálkově ovládat. V případě ovládání oken můžeme využít přirozené větrání i

ve chvílích kdy uživatel není přítomen v objektu. Velkou výhodou těchto systémů je, že můžeme

umístit otvíravá okna i do míst, ke kterým není jednoduchý přístup.

Automatické řízení zalévání zahrady se dnes používá jak u administrativních center, tak u

rodinných domů. V systému jsou nastavené různé časové programy zalévání zahrady či jejích

částí. Systém může být napojen na meteorologickou stanici podle níž může upravovat dávkování

zalévání.

3.4.1 Stínící prvky Stínící prvky jsou velmi významným prvkem, který ovlivňuje spotřebu energií v objektu.

Stínící prvky jako jsou venkovní žaluzie, rolety či markýzy chrání okna před slunečním zářením.

Žaluzie jsou téměř nezbytné při orientaci oken na jižní a jihozápadní stranu, kde výrazným

způsobem snižují tepelné zisky v místnostech během letního období. Díky tomu klesá spotřeba

energií na chlazení.

Kromě úlohy zastínění mohou mít žaluzie ještě další funkce. Jednak mohou sloužit v nočních

hodinách jako „druhá fasáda“ před okny a tím snížit tepelnou ztrátu. Dále mohou být účinným



pomocníkem při osvětlení interiérů. Dá se s nimi regulovat intenzita osvětlení interiéru a navíc je

možné pomocí natočení žaluziových lamel a čidla polohy slunce, nastavit lamely do takové

polohy, aby odrážely sluneční světlo na strop místnosti (viz obrázek č. 12). Díky tomu

dosáhneme kvalitního osvětlení místnosti a zároveň úspory energie.

Existují i systémy, kde je možné řídit natočení každé lamely zvlášť a tím ještě zvýšit účinnost

vnitřního osvětlení ze slunce. Takový systém umožňuje natočit část lamel tak, aby odrážely

sluneční světlo na strop s maximální účinností, a část lamel natočit tak, aby nebyla osoba

v interiéru oslňována. Systém ale vyžaduje, aby každá lamela měla elektromotor a snímač

polohy vzhledem ke slunci. Díky tomu je systém dosti nákladný.

Obr. č. 8 [12]

O ovládání žaluzií se stará motorový pohon, který svým plynulým pohybem minimálně

zatěžuje navíjecí mechanizmus a prodlužuje tak jeho životnost. Vytahování, spouštění a natáčení

lamel žaluzií může být řízeno automaticky. Např. spouštění žaluzií je aktivováno, pokud teplota

v interiéru a intenzita slunečního světla přesáhne nastavenou mez. Naopak k vytažení dojde

tehdy, je-li slunce delší dobu zastíněno například mraky. Tuto funkčnost je potřeba dobře

nastavit a odladit, aby žaluzie nejezdily sem a tam a tím neobtěžovaly uživatele. Navíc je třeba

zajistit, aby bylo možné i manuální ovládání.

Venkovní žaluzie se v nízkoenergetických domech velmi často instalují, je tedy vhodné je

využít nejen k zastínění, ale i k snížení energie na svícení.



3.4.2 Solární technika Pomocí solární techniky získáváme do budovy energii. Tato energie patří mezi OZE a jedná

se o aktivní solární zisky. Energii do budovy získáváme ve formě tepla nebo přímo elektrické

energie. K výrobě tepla nám slouží fototermické solární panely a k výrobě elektrické energie

fotovoltaické solární panely.

Fototermické solární panely jsou zařízení, které zajišťují přeměnu slunečního záření na

tepelnou energii, která se využívá například pro ohřev vody, ohřev vody v bazénech, pro

vytápění. Základem fototermického solárního panelu jsou solární kolektory. Solární kolektor

předává absorbované teplo teplonosné látce (nemrznoucí směs), která putuje do výměníku. Ve

výměníku tepla se teplo z teplonosné látky předá do dalšího systému například ohřevu vody nebo

vytápění. Fototermické solární panely se umisťují do míst, kde můžeme snadno přivést trubní

okruh pro teplonosnou látku. Nejčastější umístění těchto panelů u rodinných domů je na střešní

konstrukci. U větších staveb se využívá i fasáda.

Fotovoltaické solární panely jsou zařízení, které zajišťují přeměnu slunečního záření na

elektrickou energii. Elektrické napětí generované solárními panely je stejnosměrné, proto jsou

v systému zpravidla instalovány střídače napětí. Vyrobená energie se používá přímo pro provoz

některých spotřebičů nebo je energie dodávána do rozvodné sítě. Základním prvkem

fotovoltaického systému je solární článek. Na solárním článku vzniká při dopadu světla

elektrické napětí (fotovoltaické napětí). Fotovoltaické solární panely mají subtilnější konstrukci a

jejich umístění není závislé na žádném trubním systému, jako je tomu u panelů fototermických.

Proto je možné je umístit například jako výplně zábradlí, posuvné okenice apod. Standardně se

panely umisťují opět na střešní konstrukci či fasádu (viz obrázek č. 9 a 10).

Obr. č. 9 a 10 [15]



3.4.3 Tepelná čerpadla Tepelná čerpadla mohou být dalším zdrojem tepelné energie, která se využívá například pro

ohřev vody, ohřev vody v bazénech, pro vytápění. Tepelné čerpadlo je stroj, který čerpá teplo

z jednoho místa na jiné vynaložením vnější energie. Na principu tepelného čerpadla funguje

například chladnička. Tepelná čerpadla používaná v budovách k vytápění a ohřevu vody se

používají nejčastěji tato: tepelné čerpadlo země/voda, vzduch/voda, voda/voda a vzduch/vzduch.

V označení typu tepelného čerpadla první slovo znamená, odkud tepelné čerpadlo bere energii

(země, vzduch, voda), druhé slovo označuje teplonosnou látku pro transport tepla do dalších

systémů (voda, vzduch). Využívání tepelných čerpadel v rodinných domech je poměrně

oblíbenou záležitostí. Vždy je třeba důkladně posoudit jaký druh čerpadla zvolit a jestli použití

čerpadla má z ekonomického hlediska vůbec smysl. Tepelná čerpadla jsou totiž poměrně

nákladná a mnohdy je rozumnější zvolit jiný způsob vytápění (například pomocí biomasy).

3.5 Ovládání systému Ovládání celého systému je klíčovou věcí. Systém je možné ovládat různými způsoby. Buď je

možné využít jednotlivé vypínače a ovládací prvky související s konkrétním zařízením, dále jsou

k dispozici dotykové displeje s obousměrnou komunikací, dálkové multifunkční ovladače,

ovládání pomocí počítače připojeného v domě nebo přes internet a samozřejmě pomocí telefonu.

Dotykové displeje v sobě sdružují ovládání všech systémů. Je tedy důležité, aby byly

jednoduché a intuitivní. Pomocí těchto displejů můžeme kontrolovat spotřeby energií, stav

jednotlivých místností, jestli jsou otevřená okna, jaká je teplota v dané místnosti nebo například

video záznam z kamer (viz obrázek č. 11). Ke stejným funkcím, jako nám nabízí dotykový

displej, se dostaneme pomocí počítače. Program v počítači má obvykle stejný vzhled jako

displej, aby bylo ovládání co nejjednodušší.

Obr. č. 11 [13] a 12 [14]



Dálkové ovladače mají většinou také dotykovou obrazovku a lze jimi opět ovládat veškeré

funkce systému. Navíc zpravidla slouží i k ovládání televize, rádia, domácího kina apod. (viz

obrázek č. 12).

3.6 Zajištění spolupráce jednotlivých systémů Pro spolupráci všech výše zmíněných systémů je nutná speciální elektroinstalace. Tato

elektroinstalace je složena ze silnoproudého a slaboproudého vedení. Slaboproudé vedení slouží

ke komunikaci mezi systémy a zařízeními. Silnoproudé vedení slouží zejména k napájení. Díky

inteligentní elektroinstalaci můžeme ovládat i zásuvky a tím tedy i některé spotřebiče. Také je

možné při výpadku energie některé zásuvky přesměrovat na záložní zdroj.

Srovnáme-li systémovou elektroinstalaci s elektroinstalací klasickou zjistíme, že hlavními

výhodami systémové elektroinstalace je schopnost propojit ostatní systémy dohromady, velmi

snadná rozšiřitelnost systému a případná další změna v elektroinstalaci, uspoření mnoha metrů

silnoproudého vedení (kabely silnoproudého vedení nejsou vedeny k vypínačům, čidlům, apod.),

vedení systémové elektroinstalace je mnohem přehlednější (viz obrázek č. 13 a 14).

Srovnání klasické (vlevo) a systémové (vpravo) elektroinstalace. Obrázky znázorňují ovládání světelných okruhů s možností centrální funkce. Obr. č. 13 a 14 [25] Zajištění komunikace mezi jednotlivými systémy je možná následujícími způsoby. Jsou to

centralizovaný, decentralizovaný systém a jejich kombinace.

Centralizovaný systém je založen na jednom řídícím prvku. Veškerá komunikace v systému

prochází přes tento řídící prvek. Komunikace probíhá tak, že senzor vyšle informaci do řídící

jednotky, ta tuto informaci zpracuje a odešle novou informaci na příslušné místo, například do

nějakého akčního členu. Nevýhodou tohoto systému je, že vyřazením řídícího prvku může dojít



ke kolapsu všech jeho dílčích částí. Tento systém se nejčastěji využívá u menších objektů, jako

jsou byty či rodinné domy (viz obrázek č. 15).

Centralizovaný systém Decentralizovaný systém Obr. č. 15 a 16

Decentralizovaný systém je založen na tom, že každý prvek systému má svou vlastní

„inteligenci“. To znamená, že může sám vykonávat naprogramované úkoly a komunikovat

s dalšími částmi systému. Řídící prvky jsou tak umístěny přímo v místě své činnosti. Díky tomu

je uspořena část elektrických rozvodů. Systém funguje tak, že senzor vyšle informaci, kterou

dostanou všichni účastníci systému, ale zareaguje na ni jen ten akční člen, pro který byla určena.

Výhodou tohoto sytému je, že při výpadku některého členu není ohrožena stabilita celého

systému. Díky tomu jsou tyto systémy spolehlivější. Decentralizovaný systém se hodí jak do

malých instalací, tak do rozsáhlých projektů (viz obrázek č. 16).

Realizace těchto systémů se dnes provádí nejčastěji pomocí tří řešení. Jsou jimi KNX/EIB,

LONWORKS a BACnet. O těchto systémech jsem se již zmínil v první kapitole práce.



4 Realizace projektu inteligentní budovy Rozdíl mezi realizací klasické budovy a budovy inteligentní je zejména v tom, že realizace

klasické budovy končí zpravidla postavením této budovy. Dalším rozdílem je, že v klasicky

realizované budově je mezi jednotlivými systémy mnohem méně souvislostí, protože spolu

systémy nekomunikují.

Jak již bylo řečeno v úvodu IB nevzniká pouhým nasazením technologií a systémů. IB je

výsledkem soustavy projektů, která zahrnuje stanovení záměrů investora, uživatele a

provozovatele, dokumentaci pro realizaci IB, realizaci stavby IB, uvedení IB do provozu a

užívání IB. Každá z těchto částí je samostatným projektem a vyžaduje organizování a řízení

tohoto procesu. Realizace IB je složitý proces, který se dotýká mnoha oblastí. Tyto oblasti spolu

úzce souvisí a to vyžaduje multidisciplinární přístup. Pro realizaci kvalitní IB je tedy třeba

týmové práce všech účastníků projektu IB. Účastníci procesu realizace IB jsou: investor,

uživatel, provozovatel, architekt, odborní konzultanti (konstrukcí pozemních staveb, TZB, BMS,

rozpočtu, řízení projektů), generální projektant a odborní projektanti jednotlivých profesí,

dodavatel BMS, generální dodavatel stavby a jeho subdodavatelé.

V jednotlivých etapách realizace IB je důležitá spolupráce výše jmenovaných osob.

Příslušnost osob k dané etapě projektu je uvedena v příloze č. 3 a dále bude upřesněna

v následujících podkapitolách. Tyto osoby vždy musí dojít k určitému řešení, které vychází

z požadavků a možností, které jsou k dispozici. Před každou etapou je třeba stanovit kdo, s kým

a na čem se má domluvit. Je třeba stanovit způsob komunikace v každé etapě projektu a

vyžadovat dodržování této komunikace od všech účastníků dané etapy. V dané etapě je vždy

řídící osobou ta, na které nejvíce závisí úspěch realizace IB. Pro tento způsob řízení je vhodné,

aby od samého počátku realizace projektu IB byl k dispozici odborný konzultant řízení projektů.

4.1 Zahájení projektu a požadavky investora, uživatele a provozovatele Zahájení projektu a zformulování požadavků na IB vyžaduje účast následujících osob

investora, uživatele, provozovatele, architekta a odborných konzultantů. Již v této fázi projektu

je důležité, aby byla spolupráce těchto osob organizována a řízena. Hlavním důvodem je, aby byl

projekt kvalifikovaným způsobem zahájen, nastavena komunikační pravidla a rozmyšlen způsob

organizace projektů. Touto problematikou by se měl zabývat konzultant řízení projektů. Řídící

osobou této etapy je uživatel, protože pro jeho činnosti je IB realizována. Požadavky investora,

uživatele a provozovatele mohou být i protichůdné. Je tedy třeba nají akceptovatelné řešení pro



Investor

Provozo-

vatel

Odborní

konzultanti

Architekt

Uživatel

všechny strany. Příklad takových požadavků může být: uživatel požaduje komfort a pohodlí,

provozovatel nízké provozní náklady, investor nízké pořizovací náklady.

Úkolem architekta je naplnit představu investora, uživatele a provozovatele z hlediska

tvarového, funkčního, konstrukčního a estetického řešení budovy. Odborní konzultanti řeší

otázky energetického fungování budovy, TZB a návrhu BMS. Jelikož jsou mezi činnostmi

architekta a odborných konzultantů významné souvislosti je potřeba zajistit jejich vzájemnou

domluvu a koordinaci. Výsledkem spolupráce investora, uživatele, provozovatele, architekta a

konzultantů je studie IB. Schéma vztahů této etapy vyjadřuje obrázek č. 17.

Obr. č. 17

4.2 Příprava technické dokumentace Příprava technické dokumentace vyžaduje, aby byly k dispozici všichni účastníci realizace IB.

Tato dokumentace se skládá z dokumentace budovy, dokumentace TZB a BMS. Proto tento

projekt vyžaduje spolupráci nejen projektantů odborných profesí, architekta, investora, uživatele

a provozovatele, ale i generálního dodavatele stavby, jeho subdodavatelů a dodavatele BMS.

Uživatel, investor a provozovatel jsou potřební zejména proto, aby mohly zpřesňovat a

upravovat své požadavky a aby byly seznámeni se všemi souvislostmi. Samotnou realizací

stavební technické dokumentace a dokumentace TZB se zabývá architekt a generální projektant.

Ti musí spolupracovat se všemi účastníky zejména pak s generálním dodavatelem stavby a

Konzultant řízení

projektu

řízení organizace projektu IB



Gen. dodavatel

stavby

Gen.

projektant

Provozo-

vatel

Uživatel

Investor

Odborní

konzultanti

Architekt

Dodavatel

BMS

dodavatelem BMS.

V této fázi je již velmi důležité vnímat všechny souvislosti mezi jednotlivými systémy a

budovou, aby bylo možné zajistit spolupráci těchto systémů. Klíčovou roli v této úloze hraje

dodavatel BMS, který je zodpovědný za to, že dané systémy a technologie budou spolupracovat.

Tato funkce odpovídá funkci tzv. systémového integrátora [17]. Řídící osobou této etapy je tedy

dodavatel BMS. Schéma vztahů této etapy vyjadřuje obrázek č. 18.

Obr. č. 18

Pro zajištění spolupráce všech účastníků je třeba projekt organizovat a řídit, aby nedocházelo

k nekoordinovaným činnostem. Je třeba zajistit podmínky pro nutné domluvy a určit

mechanizmus domlouvání. O tyto potřeby se opět stará konzultant řízení projektů.

4.3 Realizace stavby Realizace stavby je jednou z nejdůležitějších etap. V této fázi je největší riziko, že se IB

nepodaří realizovat. Je to dáno tím, že realizace stavby je složitý proces s velkým množstvím

proměnných. Pokud se nepodaří zajistit koordinovaný postup realizace a informovanost všech

účastníků realizace, nevznikne IB.


projektu

řízení organizace projektu IB



Účastníky realizace stavby musí být opět všichni účastníci realizace projektu IB. Architekt a

generální projektanti v této etapě vykonávají dozor stavby a v případě potřeby zpřesňují nebo

doplňují technickou dokumentaci. Generální dodavatel a jeho subdodavatelé realizují stavbu

samotnou. Generální dodavatel by neměl být řídící osobou, i když tomu tak velmi často bývá. Je

to z toho důvodu, že jeho primárním cílem je postavit budovu, zkolaudovat ji a předat

investorovy. Nezajímá ho, jestli spolu systémy spolupracují a jak bude stavba následně

provozována a užívána. Tyto otázky musí řešit dodavatel BMS, tedy systémový integrátor. Proto

by řídící osobou měl být právě on. Jeho úkolem je zajistit spolupráci všech systémů, a proto musí

znát veškeré souvislosti po celou dobu realizace stavby. Jelikož stavba a s ní dodávané systémy

TZB mají přímou souvislost s BMS, musí být se systémovým integrátorem koordinována

veškerá činnost na stavbě. Schéma vztahů je vyjádřeno opět obrázkem č. 18.

Z toho vyplývá, že organizování a řízení této etapy je opět nezbytné. Je třeba stanovit

jednotlivé role a odpovědnosti, domluvit komunikační rozhraní a naplánovat koordinační

schůzky. Dále je potřeba definovat úrovně pravomocí a postupy v projektu. Nesmírně důležité je

komunikovat se všemi účastníky veškerá rozhodnutí, která byla učiněna. Konzultant řízení

projektů pomáhá udržovat a aktualizovat organizaci projektu a usměrňuje komunikační rozhraní

[19].

4.4 Uvedení IB do provozu Dalším samostatným projektem je uvedení IB do provozu. Jde o nelehký proces, který může

trvat poměrně dlouhou dobu. Cílem tohoto projektu je zahájit testovací provoz IB, seznámit

uživatele s IB a proškolit personál budovy. Účastníky této etapy tedy jsou uživatel, provozovatel,

dodavatel BMS, generální dodavatel stavby a konzultant řízení projektu. Řídící osobou této

etapy je ještě dodavatel BMS, který v této etapě předává IB uživateli a provozovateli.

Testovací provoz zahrnuje odladění závad a nedodělků v BMS a budově, upravení nastavení

BMS dle nově zjištěných požadavků uživatele. To vyžaduje spolupráci dodavatele BMS, ale i

spolupráci generálního dodavatele stavby. Seznámení uživatele s budovou zahrnuje předání

uživatelské dokumentace IB, názorné ukázky ovládání budovy a bezpečnostně organizační

školení související s budovou. Proškolení personálu (provozovatele) je zásadní, protože personál

má obvykle možnost měnit parametry BMS a tímto zásahem může způsobit poruchu, či

nehospodárnost provozu. Personál je tedy třeba seznámit s budovou a BMS, provést školení

vzhledem k činnosti, kterou má vykonávat a také provést bezpečnostně organizační školení

v souvislosti s budovou. Seznámení uživatele s budovou a proškolení personálu provádí



Provozo-

vatel

Gen. dodavatel

stavby

Uživatel

Dodavatel

BMS

dodavatel BMS.

Aby uvedení IB do provozu proběhlo systematicky a koordinovaně, je třeba, aby byl celý

proces opět organizován a řízen. Je nutné navrhnout organizaci jak bude budova uvedena do

provozu. Navrhnout způsob komunikace a vytvořit podmínky pro nutné domluvy a nutnou

koordinaci při uvádění budovy do provozu. Schéma vztahů účastníků uvedení IB do provozu

vyjadřuje obrázek č. 19.

Obr. č. 19

4.5 Užívání IB Posledním etapou je užívání IB, v této části je třeba řešit možnosti přizpůsobování BMS a

stavby potřebám uživatelů a provozovatelů, a údržbu stavby a BMS. Tato etapa se u klasických

budov neřeší. V případě IB je tato etapa ale nesmírně důležitá, protože aby IB opravdu

fungovala, vyžaduje to od uživatelů určitý způsob chování. Užívání IB je totiž obdobně složité

jako užívání informačního systému podniku. Proto je potřeba užívání IB řídit a rozvíjet, aby byla

zaručena její funkčnost.

Účastníky této etapy jsou uživatel, provozovatel, odborní konzultanti a dodavatel údržby

BMS. Řídící osobou této etapy je uživatel, protože se tento projekt týká užívání IB. Schéma

vztahů při užívání IB vyjadřuje obrázek č. 20.


projektu řízení organizace

projektu IB



Provozo-

vatel

Odborní konzultanti

Dodavatel

BMS

Uživatel

Obr. č. 20

Důležitým projektem této etapy je údržba budovy a BMS. Údržba by se měla provádět dle

modelu údržby informačního systému. Protože nekoordinovaný sběr požadavků uživatelů a

následná neorganizovaná údržba, by mohla způsobit nefunkčnost systému nebo jeho části.

Prvním krokem projektu údržby je stanovení organizačních pravidel údržby a domluva

způsobu komunikace a koordinace činností. Tato organizační pravidla musí stanovit, co a

v jakém rozsahu bude udržováno a jak často bude sběr požadavků probíhat. Dalším krokem je

sběr požadavků na údržbu a jejich první vyhodnocení. Požadavky, které jsou nesmyslné jsou

odstraněny. Požadavky které prvním sítem prošly jsou dále analyzovány. Jsou hledány důsledky,

které realizace daného požadavku přinese. K této části mohou být potřeba odborní konzultanti,

protože realizace daného požadavku může ovlivnit některý systém budovy (například vytápění).

Po odsouhlasení požadavků jsou požadavky na údržbu realizovány. Po tomto kroku musí

následovat kontrola provedení požadavků a případná oprava chyb [18].


projektu řízení organizace

projektu IB



4. 6 Shrnutí realizace projektu IB Projekt realizace IB je limitován požadavky, které jsou na budovu kladeny, možnostmi které

jsou k dispozici a strukturou WBS [20] realizace projektu IB. Přehled požadavků na IB je

uveden v příloze č. 1 - WBS požadavky na IB. Nejde o úplný výčet požadavků, ale o přehled této

oblasti. Rozsah možností, které jsou v případě IB k dispozici je uveden příloze č. 2 - WBS

možnosti IB. Opět nejde o výčet všech možností, ale o naznačení rozsahu možností. Možná

struktura WBS realizace projektu IB je uvedena v příloze č. 3.

Protože se realizace IB skládá ze soustavy projektů, které spolu navzájem souvisí a vedou ke

společnému cíli, musí být celá soustava projektů řízena jako program. Složitost celého problému

vyžaduje, aby tento program byl řízen dle mezinárodních standardů projektového řízení (viz

Národní standard kompetencí projektového řízení [20]). Jinak se IB nepodaří realizovat.



5 Závěr Inteligentní budova je dle definice European Intelligent Building Group (EIBG) je taková

budova, která obsahuje nejlepší dostupné koncepce, materiály, systémy a technologie navzájem

propojené tak, že budova splňuje nebo překračuje výkonnostní požadavky zainteresovaných

stran, k nimž patří vlastníci, správci a uživatelé, stejně jako lokální a globální komunity [4].

Aby se podařilo takovou budovu realizovat, je třeba provést následující činnosti.

Kvalifikovaným způsobem shromáždit všechny požadavky na IB, provést selekci požadavků

vzhledem k možnostem, které jsou k dispozici, navrhnout vhodná řešení jak realizovat zbývající

požadavky. Dalším krokem je realizace samotné budovy, uvedení budovy do provozu a užívání

stavby.

Každá část realizace IB by měla být organizována jako samostatný projekt a odpovídajícím

způsobem řízena. Velmi důležité je vždy zajistit komunikaci a spolupráci všech účastníků

daného projektu, aby mohli sdílet veškeré souvislosti. Vnímání všech souvislostí mezi budovou,

jejími systémy a uživateli je důležité od počátku realizace IB až do jejího užívání. Jen tak se

podaří realizovat skutečnou inteligentní budovu.



III. Shrnutí Tato práce se věnuje inteligentním budovám a je rozdělena na dvě části. Část teoretickou a

část praktickou.

Teoretická část se zabývá problémem co to inteligentní budova je, jaké jsou požadavky na

tuto budovu, jaké jsou možnosti řešení těchto požadavků a jakým způsobem se dá tato budova

realizovat. Na začátku práce je stručně popsána historie inteligentních budov a současný stav.

Dále jsou uvedeny definice, které se okolo inteligentních budov vyskytují a vybrána jedna,

kterou se práce dále řídí. Poté jsou definovány a vysvětleny požadavky na inteligentní budovy.

Tyto požadavky jsou zachyceny ve WBS požadavků na IB a přiloženy k práci. Další kapitola se

věnuje možnostem inteligentních budov a opět je doplněna o WBS možností IB. Poslední

kapitola teoretické části se zabývá realizací inteligentních budov. Zde jsou popsány principy jak

takovou budovu realizovat. Důraz je kladen na neustálé vnímání všech souvislostí, které se při

realizaci inteligentních budov vyskytují, a na nutnost řízení a organizování celého procesu. Tato

část je opět doplněna o WBS realizace projektu IB.

Praktická část práce se věnuje návrhu inteligentní budovy, který zahrnuje seznam konkrétních

požadavků, popis technického řešení a ukázku programování systémové instalace této budovy.

Nejprve je zde popsán objekt, do kterého je systém navrhován. Poté jsou uvedeny konkrétní

požadavky s ohledem na danou budovu a navrženy možnosti řešení těchto požadavků. Dále

následuje technický popis řešení EZS a systémové instalace, který je doplněn příslušnou

výkresovou dokumentací. Poslední část práce je věnována ukázce programování systémové

instalace KNX, která je navržena pro tento dům. Programování je provedeno v programu ETS 3,

který slouží k programování veškerých instalací KNX.



SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] VALEŠ, Miroslav Inteligentní dům. ERA group spol. s.r.o, 2006. [2] SCHUBERT, Ondřej Inteligentní budovy, interakce architektury a technických systémů inteligentních budov. (online) [cit. 10.11.2009]. Dostupný z: <http://www.ideon.cz/arch/download/id-OS-Inteligentni_budovy.pdf> [3] JUNG, KNX/EIB Inteligentní systém pro moderní budovy. (online) [cit. 10.11.2009]. Dostupný z: <http://www.hlsystem.cz/files/Technicka_brozura_KNXEIB.pdf > [4] Definice inteligentních budov. (online) [cit. 15.11.2009]. Dostupný z: <http://www.ibuilding.gr/definitions.html > [5] BURČÍK, Jaroslav Inteligentní budovy. (online) [cit. 15.11.2009]. Dostupný z: <http://www.hkp.cz/upl/files/BURCIK_i2010.pdf > [6] GARLÍK, Bohumír Elektronika a inteligentní budovy, FSV ČVUT, přednášky 2009 [7] KABELE, Karel Jaroslav Vnitřní prostředí inteligentních budov. (online) [cit. 16.11.2009]. Dostupný z: <http://www.asb-portal.cz/architektura/stavby-a-budovy/inteligentni/vnitrni-prostre di-inteligentnich-budov-42.html > [8] JOKL, Miloslav Zdravé obytné a pracovní prostředí. Academia, 2002. [9] JUNG, Interaktivní animace. (online) [cit. 20.11.2009]. Dostupný z: <http://www.smart-housing.de/knx/cz/index.html > [10] ElektroAll, Zabezpečovací systémy. (online) [cit. 22.11.2009]. Dostupný z: <http://www.elektroall.com/index_soubory/Page2962.htm > [11] PRŮHA, Miloš Plynové hasicí systémy. 2008 (online) [cit. 22.11.2009]. Dostupný z: <http://www.imaterialy.cz/clanky/technologie/3408/plynove-hasici-systemy > [12] Johnson controls international, Inteligentní budova. 2002 (online) [cit. 5.12.2009]. Dostupný z: <http://elektro.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=1164 > [13] ABB Elektro-Praga, (online) [cit. 5.12.2009]. Dostupný z: <http://www.abb-epj.cz/data2/dep_35/ComfortPanel.jpg > [14] Philips Electronics N.V., (online) [cit. 5.12.2009]. Dostupný z: <http://www.vypinace-zasuvky.com/soubory/tsu9400-00-leaflet-a4.pdf > [15] Schüco, Solární systémy, 2005 (online) [cit. 5.12.2009]. Dostupný z: <http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/solarni-strechy/ > [16] ČSN 73 0540:2, Tepelná ochrana budov. Část 2: Požadavky, ČNI 2002, 2005, 2007. [17] BOJANOVSKÝ, Josef Inteligentní budova - „Řídicí, bezpečnostní a informační systémy moderních budov“, SECURITY Magazín, listopad-prosinec 2008.



[18] SHINE studio, s.r.o., 1997, interní normy pro řízení soustav projektů a systémových integrací. [19] DOLEŽAL Jan, MÁCHAL Pavel, LACKO Bronislav, Projektový management podle IPMA, 2009. [20] Společnost pro projektové řízení, o.s, Národní standard kompetencí projektového řízení, 2008. (online) [cit. 15.12.2009] Dostupný z: < http://www.ipma.cz/dokumenty_spr/ > [21] Asociace KNX, učební materiály pro základní kurz KNX, 2008. [22] KUNC, Josef Krátký pohled do historie systémových instalací, 2008. (online) [cit. 15.12.2009] Dostupný z: < http://elektrika.cz/data/clanky/abb-systemove-elektricke-instalace-knx-eib-2013-2-cast/view?searchterm=knx > [23] TYWONIAK, Jan, Nízkoenergetické domy 2 principy a příklady, Grada Publishing, a.s., 2008. [24] MERZ, Hermann, HANSEMANN, Thomas, HÜBNER, Christof, Automatizované systémy budov, Grada Publishing, a.s., 2008. [25] KUNC, Josef Systémové instalace, 2005. (online) [cit. 15.12.2009] Dostupný z: <http://elektrika.cz/data/clanky/clanek.2005-09-27.4934824657 >



SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK ACS Acces Control System (systém řízení kontroly vstupu) BMS Building Management System (systém pro správu budov) CCTV Closed Circuit TeleVision ČOV Čistička Odpadních Vod EPS Elektronická Požární Signalizace EZS Elektronický Zabezpečovací Systém IB Inteligentní Budova IP Internet Protocol NED Nízko Energetický Dům OZE Obnovitelný Zdroj Energie SW Software TZB Technická Zařízení Budov WBS Work Break-down Structure [20]



SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1. Decentralizovaný systém .................................................................................................15 Obr. 2. EMC nevhodné umístění chráněných zón ........................................................................24 Obr. 3. Regulace teploty v jednotlivých místnostech ...................................................................27 Obr. 4. Závislost vytápění a otevřených oken ..............................................................................28 Obr. 5. Ovládání systému světel ...................................................................................................29 Obr. 6. Schéma EZS .....................................................................................................................31 Obr. 7. Schéma EPS ......................................................................................................................32 Obr. 8. Možnosti natočení lamel žaluzií .......................................................................................35 Obr. 9. Solární panely ...................................................................................................................36 Obr. 10. Solární panely .................................................................................................................36 Obr. 11. Dotykový ovládací panel ................................................................................................37 Obr. 12. Dálkový ovladač .............................................................................................................37 Obr. 13. Schéma klasické instalace ..............................................................................................38 Obr. 14. Schéma systémové instalace ...........................................................................................38 Obr. 15. Centralizovaný systém ....................................................................................................39 Obr. 16. Decentralizovaný systém ................................................................................................39 Obr. 17. Schéma vztahů zahájení projektu ...................................................................................41 Obr. 18. Schéma vztahů přípravy tech. dokumentace ..................................................................42 Obr. 19. Schéma vztahů uvedení IB do provozu ..........................................................................44 Obr. 20. Schéma vztahů užívání IB ..............................................................................................45 Obr. 21. Pracovní prostředí ETS 3 ................................................................................................56 Obr. 22. Rozvržení budovy v ETS 3 .............................................................................................57 Obr. 23. Topologie systémové instalace .......................................................................................58 Obr. 24. Skupinové adresy ............................................................................................................58 Obr. 25. Celkový pohled na systémovou instalaci ........................................................................59



SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1 - WBS požadavky na IB Příloha 2 - WBS možnosti IB Příloha 3 - WBS realizace projektu IB Příloha 4 - Přehled požadavků Příloha 5 - Schéma EZS Příloha 6 - 1. PP EZS Příloha 7 - 1. NP EZS Příloha 8 - 2. NP EZS Příloha 9 - Schéma zapojení systémové instalace Příloha 10 - 1. PP sdělovací vodiče Příloha 11 - 1. NP sdělovací vodiče Příloha 12 - 2. NP sdělovací vodiče Příloha 13 - 1. PP silové vodiče Příloha 14 - 1. NP silové vodiče Příloha 15 - 2. NP silové vodiče

Documents

ČESKÉ VYSOKÉ U ČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍfiles.stanicek.webnode.cz/200000007-308a63183f/DP... · 2010-02-17 · domovní automatizace, inteligentní elektroinstalace,