Inteligentny budynek – nowoczesny dom dla Ciebie i Twojej rodziny

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 8 min.

Inteligentny dom (spotykany również pod pochodzącą od angielskiego określenia nazwą smart home lub smarthome) to nowoczesny, zaawansowany technologicznie budynek, który oprócz zapewnienia dachu nad głową i umożliwienia realizacji podstawowych życiowych potrzeb oferuje mieszkańcom wiele dodatkowych opcji. Mogą się one różnić w zależności od konkretnego systemu, jednak zawsze łączy je wspólny cel: zapewnienie użytkownikom budynku jak najwyższego poziomu komfortu i bezpieczeństwa. Rozwiązania z tego zakresu są wdrażane przez takich gigantów jak m.in. Samsung, Xiaomi, Hykker czy Ferguson.

Jak zrobić inteligentny dom? W artykule oprócz wprowadzenia w arkana koncepcji znajdziecie propozycje z asortymentu Botland, które pozwolą Wam zaimplementować przedstawione pomysły w domach.

Czym jest inteligentny budynek?

Choć trudno jest przytoczyć oficjalną definicję, jako że różni się ona w zależności od źródła, do którego sięgniemy, zazwyczaj mianem inteligentnego budynku określa się nowoczesny albo zmodernizowany budynek mieszkalny, przemysłowy lub biurowy, który jest wyposażony w centralnie zarządzany system kontroli (lub kilka systemów) odróżniających go od tradycyjnej architektury użytkowej. Do instalacji standardowych zwyczajowo zalicza się instalację elektryczną (wraz z podłączonymi urządzeniami AGD i elektroniką oraz instalacją oświetleniową), system centralnego ogrzewania oraz instalację wodno-kanalizacyjną z systemem doprowadzania ciepłej wody użytkowej. Jeżeli te instalacje podłączone są do systemu automatyki budynkowej (kontrolowanej zdalnie lub z poziomu znajdującego się w budynku sterownika), to całość można określić mianem inteligentnego budynku.

Inteligentny dom, inteligentny budynek, automatyka budynkowa

Są to zbliżone terminy, jednak używa się ich w nieco innych kontekstach. Automatyka budynkowa (z angielskiego building automation) to system lub szereg systemów usprawniających i automatyzujących obsługę instalacji w budynku (na przykład ogrzewania czy sterowania oświetleniem), które mogą być sterowane centralnie. Inteligentny dom (smart home, smarthome) oznacza zwykle mieszkalny budynek jedno- lub wielorodzinny, wyposażony w system automatyki budynkowej. Natomiast inteligentny budynek (smart building) to szersze określenie, które może dotyczyć zarówno budowli mieszkalnych, jak i biurowych lub przemysłowych.

Smart-home - systemy inteligentnych budynków

Kiedy budynek jest inteligentny, a kiedy nie?

Zazwyczaj określenia tego używa się w przypadku, gdy więcej niż jedna instalacja w budynku jest centralnie sterowana i przynajmniej częściowo zautomatyzowana. Dlatego na przykład mieszkanie wyposażone w taki gadżet jak instalacja LED ze sterownikiem raczej nie zostanie określone mianem inteligentnego, jednak w połączeniu z programowalnym termostatem podłączonym do systemu ogrzewania oraz inteligentnymi gniazdami i bramką IoT może już pretendować do tego miana.

Automatyzacja codziennych czynności

Podstawową ideą inteligentnych budynków jest ułatwienie życia ich mieszkańcom oraz zapewnienie im wyższego poziomu bezpieczeństwa. Dlatego systemy automatyki budynkowej wyposaża się w możliwość wykrywania aktualnie panujących warunków oraz analizowania potrzeb użytkowników, a następnie dostosowywania pracy podłączonych instalacji. Wszystko w taki sposób, aby zapewnić maksymalny komfort mieszkańcom. Takie systemy ułatwiają również oszczędzanie wody i energii elektrycznej.

Inteligentne budynki a idea internetu rzeczy

W koncepcji internetu rzeczy (z angielskiego IoT, Internet of Things) przedmioty monitorują swoje otoczenie, gromadzą dane i komunikują się między sobą, by zapewnić maksymalnie sprawne działanie każdego z nich osobno oraz całości systemu (na przykład inteligentnego budynku). To bardzo istotny element w instalacjach automatyki budynkowej, ponieważ pozyskiwanie i analizowanie danych z otoczenia oraz odpowiednia reakcja na otrzymane rezultaty to podstawa działania takich systemów.

Instalacje i systemy w inteligentnym budynku

W inteligentnych budynkach montuje się podobne instalacje użytkowe jak w tradycyjnej zabudowie. Różnica leży w połączeniach między systemami oraz sposobem sterowania, który daje znacznie większe możliwości i zapewnia wyższy poziom komfortu.

Oświetlenie – inteligentna instalacja oświetleniowa pozwala na sterowanie natężeniem i barwą światła oraz automatyczne zapalanie i gaszenie lamp w zależności od potrzeb (na przykład po wejściu do pomieszczenia lub wydaniu komendy głosowej). Często instalacja wyposażona jest w dodatkowe czujniki, które umożliwiają uruchomienie jej w pożądanym momencie – dzięki temu światła zaczną zapalać się dopiero po zmroku. Ze względu na wygodę w użytkowaniu, oszczędność oraz trwałość, w systemach inteligentnego oświetlenia najczęściej wykorzystuje się źródła światła oparte o diody LED.

Bezpieczeństwo przez WiFI - automatyka budynkowa

Systemy bezpieczeństwa  to jeden z najważniejszych elementów w inteligentnym budynku. Można wydzielić kilka instalacji, które najczęściej podłącza się do systemów automatyki:

  • Kontrola dostępu – do elementów zarządzanych przez systemy kontroli dostępu można zaliczyć między innymi rolety antywłamaniowe, drzwi, okna, furtki czy bramy. Zazwyczaj są one wyposażone w sterowane elektrycznie zamki oraz szereg czujników, a także system umożliwiający zdalne otwarcie przez właściciela (na przykład przy pomocy pilota lub smartfona).
  • Ochrona przeciwpożarowa – system przeciwpożarowy obejmuje zazwyczaj czujniki temperatury oraz sensory wykrywające obecność dymu czy gazu (czasem również innych substancji, na przykład tlenku węgla), a często również dodatkowe elementy, takie jak syrena alarmowa czy zraszacze. Wszystkie części instalacji są podłączone do centralnego systemu zarządzania, dzięki czemu w razie uruchomienia alarmu lub awarii użytkownik zostaje niezwłocznie powiadomiony o zdarzeniu (na przykład poprzez powiadomienie w aplikacji do zarządzania jego systemem inteligentnego budynku).
  • Symulowanie obecności – symulowanie obecności mieszkańców może polegać na zapalaniu świateł i podnoszeniu rolet o odpowiednich porach czy na przykład uruchamianiu urządzeń RTV i AGD na podstawie algorytmu lub trybu wybranego przez właściciela. Taki system pomaga zabezpieczyć budynek przed włamaniem w przypadku dłuższej nieobecności.
  • Zdalne sterowanie – zdalne otwieranie drzwi, okien, bram czy rolet to rozwiązanie, które zwiększa nie tylko wygodę, ale również bezpieczeństwo. Jeżeli wychodząc z domu zostawisz otwarte okno, budynek przypomni Ci o tym albo nawet zamknie je samodzielnie.
Sterowanie temperaturą - systemy inteligentnego domu

W ogrzewanie i systemy pogodowe możemy włączyć instalacje grzewcze, klimatyzację czy stacje pogodowe. Wygodne jest to, że nie musisz wymieniać całej instalacji, by zyskać zautomatyzowane ogrzewanie czy chłodzenie – zazwyczaj wystarczy urządzenie centralne (na przykład piec lub klimatyzator, który zwykle wymaga tylko przystosowania odpowiedniej nakładki), programowalny termostat oraz ewentualnie dodatkowe elementy wykonawcze, takie jak głowice termostatyczne do grzejników naściennych. Łączą się one naturalnie z aspektami oszczędzania i ekologii.

  • Ogrzewanie – w inteligentnym domu można zastosować praktycznie każdy rodzaj ogrzewania – do systemu możesz podpiąć zarówno pompę ciepła czy instalację ogrzewania podłogowego, jak i piec na gaz, ekogroszek czy inne paliwo. Jednym z najważniejszych elementów instalacji będzie wówczas programowalny termostat, który umożliwi ustawienie pożądanych cykli zmian temperatury w poszczególnych strefach oraz ewentualne połączenie z centralnym systemem zarządzania inteligentnym domem. Dużą zaletą jest uniknięcie przegrzewania pomieszczeń, co pozwala zaoszczędzić energię.
  • Klimatyzacja – zarządzanie klimatyzacją działa na podobnej zasadzie, jak sterowanie ogrzewaniem, jednak jest zwykle łatwiejsze. Jeżeli posiadasz zintegrowany system ogrzewania i klimatyzacji, wystarczy, że podłączysz do nich termostat. Podpięta do sterownika całość umożliwi wygodne kontrolowanie temperatury. W przypadku klimatyzatorów naściennych lub wyposażonych w zasilacz sieciowy najprostszym rozwiązaniem jest skorzystanie z inteligentnego gniazdka i/lub nakładki umożliwiającej zdalne sterowanie urządzeniem.
  • Stacje pogodowe – podpięcie stacji pogodowej do systemu umożliwi Ci na przykład wyświetlanie komunikatu o aktualnej prognozie na telewizorze. W rozbudowanych wersjach można korzystać z takich udogodnień jak automatycznie zamykane okna podczas burzy.
  • Oszczędzanie i ochrona środowiska – jedną z największych zalet stosowania systemów automatyki budynkowej jest zwiększenie kontroli nad zużyciem mediów, dzięki czemu możesz obniżyć koszty eksploatacji i jednoczesnie pomóc w chronieniu środowiska naturalnego.
  • Kontrola zużycia wody i kontrola zużycia energii – do systemu automatyki domowej możesz podpiąć na przykład inteligentny kran, uruchomi się dopiero w reakcji na ruch w pobliżu czujnika, a także zmierzy zużycie wody. Można również monitorować wykorzystanie ciepłej i zimnej wody z poziomu centralnego, z podziałem na poszczególne urządzenia i punkty poboru. Wiele systemów automatyki budynkowej nie tylko umożliwia monitorowanie zużycia energii elektrycznej, ale również ułatwia zmniejszenie wykorzystania prądu, na przykład przy pomocy odpowiednich czujników, które uruchamiają instalacje i urządzenia wyłącznie na czas korzystania z nich przez mieszkańców.
Inteligentny dom - rozrywka video

Rozrywka – systemy automatyki można łatwo połączyć z urządzeniami audio i wideo. Dzięki temu będziesz mógł w dowolnym momencie skorzystać z możliwości, jakie dają Ci multimedia. Takie rozwiązanie jest szczególnie wygodne w połączeniu z asystentem głosowym, który pozwala na łatwe sterowanie instalacją.

  • Wideo – Smart TV to opcja, która pozwala na rozszerzenie funkcjonalności tradycyjnej telewizji o przeglądanie Internetu, granie w gry czy oglądanie seriali i filmów z platform streamingowych oraz YouTube na dużym ekranie. Po zintegrowaniu z systemem automatyki domowej zyskujesz dodatkowe możliwości jak sterowanie przy pomocy komend głosowych czy kontrola z poziomu urządzeń mobilnych.
  • Audio – inteligentne instalacje audio składają się z systemu głośników rozmieszczonych w różnych punktach domu. Taki system łączy się z asystentem głosowym i jest podłączony do Internetu, dzięki czemu użytkownik ma dostęp do muzycznych platform streamingowych, podcastów czy radia. Z kolei Smart TV to opcja, która pozwala na rozszerzenie funkcjonalności tradycyjnej telewizji o przeglądanie Internetu, granie w gry czy oglądanie seriali i filmów z platform streamingowych oraz YouTube na dużym ekranie. Po zintegrowaniu z systemem automatyki domowej zyskujesz dodatkowe możliwości jak sterowanie przy pomocy komend głosowych czy kontrola z poziomu urządzeń mobilnych.

Sterowanie inteligentnym budynkiem

Smart home - automatyka budynkowa

Hardware sterujący inteligentnym domem składa się zazwyczaj z systemu przekaźników, modułu centralnego, ewentualnych konwerterów pozwalających na integrację poszczególnych elementów instalacji oraz (w przypadku systemów przewodowych) odpowiedniego okablowania.

Systemy przewodowe a bezprzewodowe

W automatyce budynkowej często korzysta się jednocześnie z rozwiązań przewodowych i bezprzewodowych, które łączą się ze sobą. Obydwie opcje mają swoje zalety oraz ograniczenia. Zazwyczaj instalacje przewodowe, które uznaje się za bardziej stabilne w działaniu, są tworzone w nowych budynkach (najczęściej w postaci specjalnie przygotowanej sieci elektrycznej) i uzupełniane o rozwiązania bezprzewodowe. Natomiast w pełni bezprzewodowa instalacja jest zazwyczaj tworzona w momencie, gdy wykonuje się remont budynku. Takie rozwiązanie jest też łatwiejsze i tańsze dla osób pragnących samodzielnie stworzyć system automatyki domowej.

Standardy komunikacji

Inteligentny dom - automatyka budynku

Do najpopularniejszych standardów komunikacji przewodowej można zaliczyć między innymi KNX, BACnet, LonWorks, Crestron, RS-232 i RS-485, Ethernet, LCN, X-10 oraz (w przypadku na przykład systemów alarmowych) komunikację binarną przy pomocy przekaźników stykowych. Najczęściej wykorzystywanymi standardami i protokołami komunikacji bezprzewodowej są Bluetooth, Z-Wave, ZigBee, WiFi, RadioBus czy io-homecontrol®. Często korzysta się z wielu technologii jednocześnie, na przykład urządzenia łączą się ze sobą przy pomocy protokołu Z-Wave, ale moduł centralny obsługiwany jest poprzez smartfona przesyłającego komendy przez WiFi.

  • Czujniki pozwalają na gromadzenie danych z otoczenia. Informacje z sensorów zostają następnie przesłane do analizy, a na podstawie otrzymanych wyników zostają podjęte odpowiednie działania urządzeń wykonawczych. Najprostszym przykładem może być termostat z czujnikiem temperatury: jeżeli wskazanie termometru jest zbyt wysokie w stosunku do nastawionego programu, termostat po otrzymaniu tej informacji prześle do instalacji grzewczej polecenie wyłączenia grzania lub obniżenia jego intensywności. Do najczęściej wykorzystywanych czujników w systemach automatyki domowej należą czujniki ruchu, temperatury, podczerwieni, natężenia światła i detektory różnych substancji (na przykład tlenku węgla).
  • Przewody pozwalają na łączenie urządzeń z centrum sterowania. Są one szczególnie ważne w systemach, które nie mają opcji bezprzewodowego połączenia elementów instalacji.
  • Inteligentne gniazda przypominają zwykłe adaptery sieciowe, podobne do tych, które można spotkać za granicą (w krajach, gdzie stosuje się inne wtyczki). Dają one jednak znacznie więcej możliwości. Przy pomocy inteligentnych gniazd można zdalnie sterować urządzeniami sieciowymi, które same nie są w stanie połączyć się z systemem automatyki (na przykład ze względu na brak odpowiedniego oprogramowania). Takie elementy mają też często dodatkowe funkcje; jak możliwość monitorowania i raportowania zużycia energii elektrycznej z danego inteligentnego gniazda .
  • Kamery stanowią nieodłączną część systemów bezpieczeństwa, takich jak instalacje monitoringu czy wideofony. W inteligentnych budynkach często wykorzystuje się specjalnie zaprojektowane i zaprogramowane kamery, które potrafią na przykład zapisywać nagrania w chmurze czy uruchomić alarm w momencie wykrycia podejrzanej zawartości w utrwalonym materiale.
  • Kontrolery, przekaźniki i moduły centralne – ta szeroka kategoria obejmuje inteligentne włączniki, nakładki umożliwiające stworzenie “smart wersji” zwykłych urządzeń sieciowych czy moduły pozwalające na integrację różniących się systemów ze sobą. Szczególnie istotne są moduły centralne, które stanowią połączenie między użytkownikiem a instalacją automatyki domowej.
  • Asystenci głosowi to zwykle niewielkie urządzenia z wbudowanym mikrofonem i głośnikiem. Po zainstalowaniu odpowiedniego oprogramowania oraz zintegrowaniu z systemem automatyki domowej możliwe jest sterowanie instalacjami i urządzeniami za pomocą komend głosowych. Do najpopularniejszych asystentów głosowych należą Alexa (zintegrowany z systemem Amazon Echo), Asystent Google (od Google Home), Siri (dla urządzeń sygnowanych przez Apple) i Bixby (z systemu Samsung SmartThings).
 

Korzyści z wykorzystania inteligentnych budynków

Automatyka budynkowa

Dzięki zastosowaniu automatyki budynkowej w domach i mieszkaniach możliwe jest osiągnięcie wyższego niż kiedykolwiek poziomu komfortu i bezpieczeństwa. Jakie zalety ma wykorzystanie inteligentnych budynków?

  • Bezpieczeństwo – stałe podłączenie do sieci sprawia, że Twój dom jest nieustannie monitorowany. Wyposażając się w taki monitoring domowy (na przykład pożaru czy włamania) możesz natychmiast zareagować, nawet gdy w danym momencie znajdujesz się daleko od miejsca zamieszkania.
  • Ochrona środowiska – kontrola nad wykorzystaniem mediów i obniżenie ich zużycia bezpośrednio przekłada się na poprawę i zmniejszenie poziomu negatywnego wpływu Twojego domu na środowisko naturalne. Oprócz tego dla inteligentnych domów dostępnych jest wiele wygodnych rozwiązań wspierających życie w zgodzie z naturą. Można wśród nich wymienić integrację instalacji elektrycznej z panelami fotowoltaicznymi, smart kosze na śmieci ułatwiające segregację odpadów czy przydomowe oczyszczalnie ścieków.
  • Oszczędność czasu – zautomatyzowanie codziennych czynności (takich jak regulacja ogrzewania czy ręczne sterowanie urządzeniami RTV i AGD) pozwala zaoszczędzić sporo czasu, który możesz przeznaczyć na bardziej przyjemne czynności.
  • Obniżenie kosztów – wykorzystanie systemu automatyki pozwala zmniejszyć zużycie mediów, ponieważ są one zużywane wyłącznie wtedy, gdy to konieczne. Dobrym przykładem jest instalacja oświetleniowa wyposażona w odpowiednie czujniki, dzięki którym światło włącza się po wejściu do pomieszczenia i wyłącza po wyjściu z niego.
  • Wygoda – możliwość zdalnego kontrolowania działania instalacji i urządzeń w domu z każdego miejsca na świecie to opcja, która ułatwia życie i pozwala w pełni wykorzystać możliwości współczesnej technologii: możesz na przykład zaprogramować mikrofalówkę tak, by odgrzała obiad tuż przed powrotem dzieci ze szkoły lub sprawić, że rolety automatycznie zamkną się po zapadnięciu zmroku.

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Oskar Pacelt

Oskar Pacelt

Autor i redaktor ponad 200 wpisów na Botland Blog. Wierzy, że udany tekst jest jak list wysłany w przyszłość. W życiu najbardziej interesuje go prawda, pozostałych zainteresowań zliczyć nie sposób. Zajmuje się ciekawostkami ze świata technologii i nauki. Najlepszy pływak w Botland.

Zobacz więcej:

Dodaj komentarz