Інтелектуальна електропроводка в системі «Розумний будинок»

Ремонтно-будівельні роботи завжди повинні виконуватися з «прив'язкою» до майбутнього. Подальші плани щодо облаштування житла, вид і кількість використовуваного устаткування, можливість простої зміни параметрів приміщення зважаючи нових обставин (наприклад, народження дитини) – все це враховується заздалегідь, ще на стадії проекту, тим самим заощаджуючи час і кошти. В значній мірі це стосується приватних заміських будинків. «Розумний будинок» — система інтелектуального управління, що об'єднує інженерні мережі та електрообладнання будинку. В останні роки системи «розумний будинок» у всіх на слуху – при проведенні комунікацій в котеджі все частіше власник розглядає можливість додати функції автоматизації. Це зручно, сучасно, дозволяє економити енергоресурси і надає високий рівень безпеки. Проте впровадження такої системи не обмежується банальним купівлею і установкою окремих інтелектуальних приладів. Чайник або тостер зі смарт-функціями гарні самі по собі. Але йдеться про більше.

Проект «Розумний дім» для будинку або великої квартири рекомендується робити на основі «провідний» системи домашньої автоматизації. Така система передбачає наявність специфічної електропроводки, за допомогою якої всі інженерні системи, електроприлади, відеокамери, датчики об'єднуються в єдину мережу. Тому його успішна реалізація також повинна починатися і продумуватися в деталях ще на стадії будівництва або капітального ремонту будівлі.

Це не означає, що «розумну» систему взагалі не можна встановити без штроблення стін в будинку з класичною електропроводкою. Для цього існують окремі інтелектуальні пристрої, бездротові рішення, що дозволяють об'єднати їх у єдину мережу, але при великій кількості пристроїв і великої площі їх розміщення бездротові рішення можуть працювати нестабільно. Функціонал такий «полегшеної» системи буде значно відставати від повноцінного «провідного» розумного будинку.

Що собою являє така електромережу? У чому її переваги? Чи насправді це вигідно і що врахувати для найкращого результату?

Як виглядає електропроводка в системі «Розумний будинок»?

Відразу варто обмовитися, що для розводки електрики під «Розумний будинок» необхідний детальний проект – виконавча документація для монтажу кабелю, в якій позначено розташування кабелю, зроблені схеми електричних щитів і «прив'язки» всіх елементів. Найчастіше при класичній електрики електромонтажник сам вирішує, як організувати електропроводку. У «Розумному будинку» всі рішення приймаються на етапі проектування, а монтаж відбувається строго за проектом.

Проект «розумного дому» містить повну робочу документацію для електромонтажу

З точки зору електрозахисту проект «Розумного дому» має всі звичні атрибути сучасної класичної проводки: УЗО, дифавтомати, автомати. Що стосується з'єднання кінцевого обладнання з вимикачами, є один важливий нюанс. У простій електромережі будь-який прилад, припустимо, лампочка або їх група безпосередньо підключені кабелем живлення до вимикача. Перериваючи або замикаючи ланцюг, він включає або вимикає світло. У більш складній реалізації може використовуватися кілька управляючих елементів для можливості відключення з різних місць. Але суть залишається незмінною. Один дріт через вимикач (або через кожен з них, якщо їх кілька) йде до лампочки.

Наочне уявлення класичної схеми електрики

На відміну від цього в проекті «Розумного будинку» система проводів передбачає використання двох типів ліній:

силовий (220 Вольт для живлення електрообладнання);
інформаційної (слабкострумової).

Кожен з цих кабелів (один від приладу, а другий від вимикача) підключається до електричного щитка, в якому знаходяться модулі системи автоматизації. Сигнал від вимикача по слаботочному інформаційному проводу потрапляє на розташовані в щитку контролери. Вони обробляють цей сигнал і по другому – силового проводу – подають харчування на електрообладнання. Таким чином, в «розумною» системою управління приладами відбувається опосередковано – через контролери. Їх логіку роботи можна запрограмувати потрібним чином, наприклад, щоб вмикати освітлення з затримкою або по сигналу від датчика. Так досягається необхідний рівень автоматизації.
Інтелектуальна проводка у системі «Розумний будинок»

У системі автоматизації навантаження підключаються не через вимикачі, а прямо у щит.

У чому вигоди і переваги інтелектуальної електропроводки?

Очевидною вигодою від використання такої проводки в проекті «Розумного будинку» є можливість автоматизації і зручності управління будь-якою кількістю різноманітних приладів (під приладами тут розуміємо світильники, моторизовані штори, кондиціонери, AV-техніку тощо). Є і ще дещо.

На перший погляд може здатися, що для реалізації проекту «Розумного будинку» потрібно в кілька разів більше кабелю, ніж для класичної проводки. Але це не так з двох причин:

слабкострумовий інформаційний кабель (шина) проходить через всі вимикачі будинку, поєднуючи їх з модулями автоматики в щитку – таким чином, його довжина більше залежить від розмірів приміщення, ніж від кількості ламп, датчиків і інших приладів (але при обраної топології типу «зірка» все буде навпаки).
силовий кабель проходить від щитка до кожного приладу або їх групі, минаючи вимикачі, які відповідають за їх роботу, тому його довжина виявляється менше довжини такого ж кабелю при класичній розводці.

Таким чином, «розумна» електропроводка є цілком раціональним рішенням, що не вимагає необгрунтовано багато кабелів силового й інформаційного призначення. У певному сенсі вона простіше, оскільки відсутні «петлі» проводи живлення від щитка до вимикача, а потім до люстри або інших приладів. Інформаційна ж шина одна для всіх пристроїв «Розумного будинку».

Залишається одне важливе питання, на який потрібно відповісти, бажаючи створити свій проект «Розумного будинку»: «Який вид інформаційного кабелю (шини) використовувати і який буде геометрія його підключення до численних пристроїв?»

Вид топології інформаційної шини інтелектуальних систем

Основними в даному питанні будуть два фактори, від яких і залежатиме, який саме тип шини закласти в проект, і якої конфігурації при його прокладці потрібно дотримуватись:

На сьогоднішній день існує велика кількість виробників, що пропонують свої протоколи автоматизації. Creston, KNX, HDL, Teletask, Vantage – це далеко не повний перелік всього, що є на ринку «розумних» систем. Для інтернету, телебачення і телефонії використовують різні дроти, в залежності від постачальника послуги і інших чинників. Подібним чином для більшості протоколів автоматизації потрібен «свій» тип інформаційної шини, що повинно враховуватися ще на стадії проекту.
Як саме проляжуть дроти – топологія мережі – буде залежати від виду впроваджуваної системи. Існує поняття децентралізованих систем, кожен елемент яких для обробки сигналів, що надходять має інтелектуальні функції. У такому «Розумному будинку» немає необхідності направляти потоки команд на центральний процесор. В іншому ж випадку сигнали з усіх вимикачів необхідно спочатку завести в «серце» системи, і тільки потім – на виконавчі пристрої.

У ряді ситуацій однаковий тип системи від різних виробників (наприклад, децентралізованої від HDL і KNX) може мати однакову розведення кабелю. Що стосується застосування відкритих стандартів (наприклад, типу KNX), то тут у зміні геометрії кабелю при використанні обладнання інших виробників немає необхідності.

Хоча все це повинно враховуватися ще на стадії створення проекту «Розумного будинку», це не є обмеженням у використанні гібридних систем – коли застосовуються різні протоколи автоматизації або обладнання різних виробників. Іноді це може виявитися найкращим рішенням для одержання максимальної ефективності. Просто все має бути передбачено заздалегідь.

Протокол автоматизації KNX підтримує різні середовища передачі даних, включаючи IP і радіоканали. Але найчастіше застосовують спеціальну дротяну шину, до якої і під'єднують все обладнання. Геометрія підключення пристроїв може мати вигляд:

лінії;
дерева;
зірки.

При цьому можливе поєднання цих типів. Один сегмент, який є найпростішим елементом топології, включає до 64 вузлів. Максимальна кількість сегментів, об'єднаних в одну лінію, становить чотири. До 15 ліній об'єднуються в одну область. У свою чергу до 15 областей можуть об'єднуватися на верхньому рівні системи. Таким чином, розмір системи обчислюється кількістю можливих пристроїв, рівним: 64 сайту * 4 сегмента * 15 ліній * 15 областей = 57600 штук.

Що стосується розмірів приміщень, в яких може бути реалізований проект «Розумного дому», вони можуть бути досить великими, так як інтелектуальна проводка KNX має максимальне відстань між екземплярами підключеного обладнання – до 700 м, а довжину кабелю в сегменті – до 1000 м.

Система «Розумний будинок» передбачає особливий раціональний варіант прокладання кабельних трас, при якому використовується проміжна ланка (між керуючим елементом і обладнанням) у вигляді логічних контролерів. Для підтримки роботи і ефективного функціонування такої мережі, в залежності від необхідності, використовують і інші пристрої. Способи прокладки проводки будуть залежати від постачальника протоколу автоматизації, його типу (централізований або децентралізований), необхідності використання устаткування інших виробників.