13. 11. 2024
Automatizace budov – pomocník udržitelnosti, ne náplast
A jak je to tedy s těmi opěvovanými technologiemi? Co si pod nimi představit a jak je v budovách použít, aby opravdu dávaly smysl? Zaměřme se dnes na jedno z opatření, které je v přehledu případových studií zmiňováno, na automatizaci.
Automatizace budov po lopatě
Automatizace budov je známá také pod zkratkami BMS (Building Management System) nebo MaR (Měření a Regulace). Zajišťuje automatickou správu a řízení veškerých technologií zabezpečujících zdravé vnitřní prostředí, tedy vytápění, chlazení, osvětlení, zastínění a řízené větrání s rekuperací. Kromě monitoringu a řízení kvality vnitřního prostředí zajišťuje automatizace budov i monitoring spotřeby energií, a tedy i míru energetické, potažmo environmentální, náročnosti.
Již z tohoto popisu využití automatizace na první pohled vidíme přínosy ve všech třech oblastech ESG. V oblasti E máme díky přehledu o spotřebovaných energiích možnost snížit jejich objemy, zefektivnit jejich využití v jednotlivých typech spotřeby a v neposlední řadě také na základě objemů energií například dopočítat uhlíkovou stopu.
V oblasti S je největším přínosem správně nastavené automatizace ono zmíněné kvalitní vnitřní prostředí. To se například v kancelářském prostoru překládá do nižší míry nemocnosti, a tedy absence zaměstnance, vyšší míry pozornosti a pracovní efektivity, ale i hůře uchopitelné duševní pohody. Automatizace také odstraňuje provozní „přešlapy“ jedinců, jako je dlouho otevřené okno ve chvíli, kdy máme naplno zapnuté topení, či ponechané zatažené rolety, když můžeme čerpat přirozené denní světlo. Pomáhá tak s udržením objektivně správných hodnot faktorů, které naši pohodu ve vnitřním prostoru ovlivňují.
V neposlední řadě usnadňuje automatizace řízení, tedy oblast G. Díky zavedeným technologiím získává uživatel data potřebná pro správné nastavení strategie provozu, její případnou implementaci a nově v případě některých firem i tzv. nefinanční reporting (dle směrnice CSRD a jejích standardů ESRS).
Jsou tedy tyto technologie TÍM řešením našich problém? Ano, ale nikdy ne jako první krok a rozhodně ne jako jediný.
Hierarchie udržitelnosti
Udržitelnost v budovách opravdu jednoduché téma není, i když ji zjednodušíme na oblast energetické efektivity. Přesto existuje poměrně snadná základní poučka, která vás v rozhodování nezklame. Minimalizuj spotřebu a co ti zbyde, pokryj obnovitelně. Prvním krokem je, že navrhuji budovu, tedy náš hlavní spotřebič, tak, aby dodané energie potřebovala co nejméně. Vyřešit musím obálku, a to, jak mi dovnitř propouští světlo a s ním i teplo a také vzduch a jak teplo odvádí. Roli hrají i vnitřní dispozice budovy, zvolené materiály a další aspekty. V druhém kroku řeším, o co se mi budova nepostará sama, tzv. pasivně. Tam, kde jí musíme aktivně pomoci s vytápěním, chlazením, ohřevem vody, světlem či přívodem vzduchu, přichází první technologie - Technické systémy budovy (TZB). Ty potřebují ke svému chodu určitý objem dodané energie, která by pokud možno měla být z bezemisních zdrojů.
Platí to i pro již existující starší budovy? Rozhodně! Výchozí pozice bude těžší, ale postup je stejný. Jakmile tento základ ošetříte, přichází na řadu na řadu naše zkratky MaR a BMS.
Máte BMS? A mohla bych ho vidět?
Veškeré technologie, jakými jsou běžně vzduchotechnické jednotky, zdroje tepla a chladu (plynové kotle, tepelná čerpadla, chillery, klimatizace ...), a osvětlení, případně zastínění jsou datově napojeny do programovatelných řídících automatů (PLC) umístěných v rozvaděčích MaR. Mimo ně jsou do těchto PLC automatů zapojena i různá čidla z měření provozních parametrů, případně kvality vnitřního ovzduší (CO2, relativní vlhkost, teplota), lokální ovládací prvky, např. pro nastavení požadované korekce teploty apod. Dovolte mi ještě jedno zjednodušení, a to procesní. Po propojení kabelem či bezdrátově PLC naprogramuji a nahraji řídící algoritmus. Více PLC spojených k sobě mi dá BMS, kde shromažďuji data a pomocí ideálně příjemného grafického rozhraní jednotlivé TZB řídím. Do BMS jsou většinou také zapojeny další důležité systémy budovy jako požární, zabezpečovací či docházkový, ale o tom zase jindy.
Kdy má tedy automatizace smysl a k čemu naopak neslouží?
Smysl má obecně řečeno u větších celků budov, kde musíme v provozu sledovat několik parametrů. Díky propojenosti systémů umí budova reagovat jak na vnější změny, jakými je např. změna počasí, tak i na vnitřní podněty, jakými jsou individuální komfort jednotlivých nájemců administrativních budov, specifické provozní podmínky a požadavky výroby u průmyslových podniků nebo vysoká stabilita provozu nemocnic apod. Je to zároveň jediný nástroj poskytující ucelený přehled o provozu technologií a s tím souvisejících provozních nákladech. Dnešní řešení navíc umožňují integraci a efektivní řízení například střešních fotovoltaik v kombinaci s akumulací energie do baterií, případně napojení a řízení nabíjení elektromobilů, a to vše tak, aby docházelo k automatickému a efektivnímu rozložení spotřeby energie.
Podmínkou užitku z těchto systémů je ale správa objektu vybavená jejich znalostí a také schopností datové analytiky. Taková správa musí umět komplexní a velký objem informací vyhodnocovat, ideálně jak v reálném čase, tak pro dlouhodobé plánování.
Jak správně začít?
- Vzpomeňte si na hierarchii potřeb budov. Automatizace nespasí špatně nastavené pasivní prvky budovy, ani neodstraní emise z provozu špatně zvolených zdrojů energií. V případě stavby nové budovy začněte správným návrhem a energetickým modelem. V případě rekonstrukce také technicky posuďte existující pasivní i aktivní prvky.
- Vyvarujte se nasazení automatizace, aniž byste věděli, proč ji potřebujete. Na některé úkoly vám stačí jednoduší výpočty bez složitého IT, například na výpočet uhlíkové stopy provozních energií.
- Nastavte si správně prioritní parametry. Finanční úspora či úspora emisí mezi ně určitě patří. Výkonnost a zdraví lidí ale možná zrovna potřebují upřednostnit trochu jiné systémy a hodnoty. Co jsou priority vaší ESG strategie?
- Měřte dlouhodobě a vyhodnocujte.
- Důkladně zvažte řešení a výběr jeho dodavatele podle charakteru budovy, použitých TZB a dalších systémů, a vaší strategie práce se získanými daty.