Systemy automatyki budynków (Building Automation Systems – BAS) zapewniają automatyczną kontrolę warunków wewnątrz pomieszczeń. Zarówno historyczną jak i obecną domeną BAS jest automatyzacja systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji w dużych budynkach funkcjonalnych. W publikacji ”Communication Systems for Building Automation and Control” przedstawiono funkcjonalność systemów automatyki budynków ze szczególnym naciskiem na połączenie komunikacyjne pomiędzy komponentami systemu.
Generalnie głównym celem tego typu aplikacji jest realizacja znaczących oszczędności energii i zmniejszenie kosztów. Zakres automatyki budynków został jednak poszerzony o dane i funkcje pochodzące ze wszystkich rodzajów systemów sterowania w budynkach, kierując ich funkcjonalność w ramach “inteligentnych budynków”. W porównaniu z dziedzinami automatyki przemysłowej, automatyka budynków wykazuje specyficzne, odmienne cechy. W ramach jej pracy następujące funkcje mogą być przedstawione:
- dostarczanie użytecznych danych w zakresie planowania wizyt serwisowych,
- dostarczanie danych dla mieszkańców odnośnie zużycia energii,
- zapewnienie efektywności energetycznej,
- zapewnienie możliwości diagnostycznych oraz informowanie o funkcjach błędnie działających.
Systemy BMS (Building Management System) w większości budynków składają się z szeregu różnych systemów sterowanych cyfrowo. Poszczególne sterowniki są połączone ze sobą za pomocą sieci lokalnej, która jest podłączona do głównej stacji stanowiącej zwykle interfejs użytkownika służący do ustawień monitoringu i kontroli parametrów systemu. Można wyróżnić kilka typów protokołów komunikacyjnych. Specyfikacja “otwartych” standardowych protokołów BMS oferuje interoperacyjność pomiędzy różnymi systemami oraz dodatkowo upraszcza integrację pomiędzy komponentami oraz systemami, takimi jak systemy HVAC, oświetlenia, kontroli dostępu i bezpieczeństwa, zgodnie z przepisami dotyczącymi przyszłego planowania tego typu aplikacji.
Systemy zarządzania budynkiem (BMS) monitorują i kontrolują systemy wykazujące się dużym zapotrzebowaniem na energię, takie jak systemy bezpieczeństwa, HVAC, oświetlenia i ogrzewania. Celem BMS jest utrzymanie komfortu mieszkańców i zapewnienie ich bezpieczeństwa, jak również optymalizacja efektywności energetycznej i zmniejszenie kosztów eksploatacji.
BMS steruje działaniem poszczególnych elementów systemu na podstawie informacji otrzymanych z czujników, które monitorują kluczowe parametry takie jak temperatura, wilgotność względna, poziom dwutlenku węgla (jako miara jakości powietrza w pomieszczeniach) oraz ciśnienie w instalacji. Jednym z podstawowych systemów automatyki budynków jest system HVAC (heating, ventilation and air conditioning), składający się z różnych elementów wyposażenia, takich jak kotły do ogrzewania, agregaty chłodnicze, systemy wentylacyjne sterujące klimatyzacją oraz szereg elementów dodatkowych, takich jak pompy czy wentylatory. Dobre strategie sterowania systemów HVAC mogą optymalizować zużycie energii poprzez wykorzystanie informacji o warunkach cieplnych a także właściwościach konstrukcyjnych budynku (na przykład, wysoka lub niska bezwładność cieplna). Kompleksowe dane z czujników oraz wysokiej rozdzielczości wartości nastawne potrzebne do kontroli układów wykonawczych, również mogą działać w kierunku optymalizacji wykorzystania energii.
Systemy oświetleniowe, stanowiące część składową systemów automatyki, można podzielić na dwie kategorie: systemy operujące ze sztucznym oświetleniem, gdzie oprawy są włączane i ściemniane (za pomocą przełączników rezystorowych bądź ściemniaczy żarowych) oraz te pracujące ze światłem dziennym. Te ostatnie dotyczą głównie aplikacji ograniczenia ilości światła, aby uniknąć nadmiernego natężenia światła i blasku. Zmotoryzowane żaluzje pozwalają na automatyzację tego zadania. Oświetlenie jest tradycyjnie zdominowane przez proste sterowanie w otwartej pętli w odpowiedzi na stan przełączników ręcznych.
W przeciwieństwie do systemów oświetleniowych, w systemach bezpieczeństwa i alarmowych nie istnieją zamknięte pętle sterowania. Stany alarmowe muszą być wykrywane i przekazywane do odpowiednich urządzeń odbiorczych. Obejmuje to lokalne alarmy oraz automatyczne alarmowanie odpowiednich służb bezpieczeństwa. Przykładami układów wykrywających są czujniki ruchu oraz czujniki zbicia szkła, czujniki dymu, ciepła oraz gazu. Alarmowe sygnały dźwiękowe są na ogół generowane przez odpowiednie klaksony lub głośniki bądź są realizowane poprzez odtwarzanie wcześniej nagranych komunikatów ewakuacyjnych. Oświetlenie awaryjne może być również powiązane z tymi systemami.
