СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ «УМНЫХ» ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1.1 Основные понятия системы «умный дом»
1.2 Анализ рынка сбыта интеллектуальных систем
1.3 Снижение эксплуатационных затрат при применении инженерных систем «умный дом»
ГЛАВА 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ГЛАВНОГО КОРПУСА КИРПИЧНОГО ЗАВОДА С РАЗРАБОТКОЙ КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНОЙ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ» В Г.РЯЗАНИ
2.1 Общая информация о проекте
2.2 Определение сметной стоимости строительства
2.3 Локальные сметы
2.3.1 Локальный сметный расчет №1. Общестроительные работы
2.3.2 Локальный сметный расчет №2. «Устройство водопровода»
2.3.3 Локальный сметный расчет №3 «Устройство вентиляции»
2.3.4 Локальный сметный расчет №4 «Устройство канализации»
2.3.5 Локальный сметный расчет №5 «Устройство отопления»
2.3.6 Локальный сметный расчет №6 «Устройство электроснабжения»
2.3.7 Локальный сметный расчет №7 «Устройство слаботочных сетей»
2.3.8 Локальный сметный расчет №8 «Устройство газоснабжения»
2.3.9 Локальный сметный расчет №9 «Устройство монтажа оборудования»
2.4 Объектный сметный расчет
2.5 Сводный сметный расчет стоимости строительства
2.6. Ведомость объемов работ
ГЛАВА 3 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ГЛАВНОГО КОРПУСА КИРПИЧНОГО ЗАВОДА С РАЗРАБОТКОЙ КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНОЙ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ» В Г.РЯЗАНИ 3.1 Конструкционная часть комплексной инженерной системы «Умный дом»
3.2 Расчет экономической эффективности от сокращения сроков строительства
3.3 Определение рентабельности проекта
3.4 Технико-экономические показатели проекта
3.5 Технико-экономическое обоснование системы «Умный дом»
ГЛАВА 4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
4.1 Применение цифровых технологий в проектных решениях
4.2 Экологичность и безопасность проектных решений
4.3 Календарный план строительства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях становления и развития информационного общества многие страны переходят на новый этап в области технологического развития. С развитием информационных технологий повышается интерес к умным системам. Умные технологии и реализующие их системы: коммуникационные беспроводные сети, мобильные и «облачные» технологии, интернет-вещей, смартфоны, электромобили, умные бытовые приборы и умные здания становятся неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.
Внедрение умных технологий в масштабах городов осуществляется за счет реализации концепции «Умный город» (Smart City). Концепция «Умный город» подразумевает интеграцию информационных и коммуникационных технологий для оптимизации управления городским имуществом. Примерами умных решений, реализуемых в инфраструктуре «умных городов», являются: энергообеспечение города за счет альтернативных источников энергии, оборотное водоснабжение, эффективное использование подземного пространства, комплексная переработка отходов.
Внедрение интеллектуальных систем в городскую инфраструктуру обеспечивает повышение уровня комфортности проживания, качества и эффективности обслуживания населения, снижение расходов на управление и коммунальные ресурсы, обеспечивает поддержание инноваций и экологичной экономики. Так, например, реализованные в Барселоне интеллектуальные системы позволяют экономить на водоснабжении 42,5 млн. евро в год, интеллектуальное уличное освещение в Сан-Хосе и Лос-Анджелесе обеспечивает ежегодную экономию средств порядка 9 млн. долларов в год и т.д.
Подсистемами «Умного города» являются интеллектуальные сети (Smart grid), геоинформационные и транспортные системы, интеллектуальные здания (Smart house). Под интеллектуальным зданием подразумевает использование комплексной интеграции систем автоматики в инженерных сетях и информационных системах управления внутренними процессами здания, что позволяет увеличить эффективность функционирования и надежность всех систем и исполнительных устройств здания. Главной особенностью интеллектуального (умного) здания является объединение отдельных инженерных систем и подсистем управления различных производителей в единый управляемый комплекс. Технической основой умных зданий является автоматизированная система управления зданием (АСУЗ) – Building Management System (BMS), которая носит административный и управленческий характер. Автоматизированная система управления зданием осуществляется на следующих уровнях автоматизации:
− нижний уровень: исполнительные аппараты, датчики и интерфейсные кабели, идущие к среднему уровню;
− средний уровень: элементы автоматического управления, контролеры управления, коммутационная аппаратура, модули для ввода и вывода сигналов;
− верхний уровень: базы данных, библиотеки запросов, интерфейс взаимодействия персонала и машин, обеспечивающие диспетчеризацию и администрирование.
При помощи автоматизированной системы управления осуществляется мониторинг и управление всеми инженерными системами здания: кондиционированием, вентиляцией, тепло-, газо-, электро- и водоснабжением, освещением, канализацией, а также системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, обеспечивается эффективное использование коммуникаций зданий.
Объединение инженерного оборудования здания в централизованно управляемую систему — это вполне естественный этап в эволюции строительства. Уже давно отопительные системы обеспечивают гибкое регулирование в зависимости от наружной и внутренней температуры, времени суток. В некоторых пределах возможно индивидуальное регулирование. Появление интегрированных систем, часто называемых «умным домом», расширяет возможности повышения комфортности и энергоэффективности зданий. Интеграция инженерного оборудования зданий — требование времени, и задача специалистов — создание настолько эффективных систем, чтобы каждому заказчику стала очевидна выгода от вложений в «умные» технологии.
Экономическим плюсом интегрированных систем является снижение эксплуатационных затрат на энергоносители при одновременном повышении уровня комфорта.
Автоматизировать свой дом — это престижно, ведь сейчас это одно из передовых направлений в технике, нацеленных на благоустройство домов и офисов.
Современный человек предъявляет очень высокие требования к комфортности среды обитания:
- Эстетические (дизайн и стиль интерьера, ландшафта, красота и функциональность окружающих предметов);
- Климатические (тепло, холод, чистый воздух);
- Общебытовые (вода, газ, электричество, радио, телевидение, интернет, телефонная связь, наличие кухонных машин и систем гигиены саун и ванн);
- Требования к безопасности и контролю за ней (безопасность жилища, хозяев дома и их близких);
- Требования к надежности сложных систем (компьютеры, домашние кинотеатры, посудомоечные, стиральные машины, СВЧ-печи и др.)
В результате инженерное оснащение квартир и коттеджей неуклонно усложняется, и растет количество устройств, участвующих в формировании этой среды. Возлагать на хозяина жилья управление всеми системами становится неудобно, невыгодно и небезопасно. Комплексная система управления жилищем «умный дом» берет на себя всю рутинную работу по решению этой запутанной задачи, оставляя человеку только принятие главных, «базовых» решений.
Целью ВКР является изучение систем «умный дом» и технологий их реализации.
Для решения поставленной цели можно выделить ряд задач:
- Понятие системы «Умный дом» и принцип действия системы;
- Составить локальные сметные расчеты на водоснабжение, вентиляцию, канализацию, отопления, электроснабжения, слаботочных сетей, газоснабжения;
- Произвести расчеты сметной стоимости строительства по укрупненным показателям сметной стоимости, сборникам НЦС;
- Составить сметную документацию: объектный сметный расчет, сводный сметный расчет стоимости строительства;
- Рассчитать эффект от внедрения энергосберегательных технологий;
- Произвести расчеты экономического эффекта от сокращения сроков строительства;
- Определить рентабельность проекта.
- Рассмотреть понятие и особенности информационных технологий в жилищной сфере;
- Дать характеристику сущности и развития интеллектуальных «умных» технологий в жилищной сфере;
- Провести анализ жилищно-коммунальных услуг и способов экономии по средствам «умных» технологий;
- Сформировать основные мероприятия и характеристики проекта внедрения технологии «Умного дома» в жилищную сферу
ГЛАВА 1
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ «УМНЫХ» ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ «УМНЫХ» ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Основные понятия системы «умный дом»
Система «Умный дом» — это высокотехнологичная система, позволяющая объединить все коммуникации в одну и поставить её под управление искусственного интеллекта, программируемого и настраиваемого под все потребности, и пожелания хозяина.
«Умный дом» — это комплекс электроники, которая работает внутри или снаружи дома и выполняет централизованное управление всеми (или почти всеми) инженерными системами. Под инженерными системами понимается всё техническое оборудование дома (от канализации до аудио-видео техники). Идея «умного дома» состоит в том, что единый комплекс электроники согласованно управляет работой всего инженерного обеспечения дома. Очень важно, чтобы алгоритмы взаимодействия подсистем в доме были гибкими, и могли приспосабливаться под изменяющиеся нужды владельца дома. Самая главная аксиома «умного дома» состоит в том, что система управления и её инженерные подсистемы должны быть построены по блочному принципу. Это означает, что каждая подсистема должна уметь работать автономно, чтобы её работу можно было налаживать и обслуживать, отключив оборудование от центрального управления.
Многие до сих пор путают понятия «умный дом» и «системы жизнеобеспечения». Под системами жизнеобеспечения необходимо понимать отдельные системы, обладающие лишь необходимым интерфейсом управления и контроля. К системам жизнеобеспечения принято относить:
— Инженерные системы: все коммуникации дома, водоснабжение, электроснабжение и прочее.
— Системы безопасности: все системы охраны, сигнализации, ограничения доступа и прочее.
— Телекоммуникационные системы: связь, телефония, интернет, телевидение, развлечения и прочее.
Концепция системы «Умный дом» предполагает новый подход в организации жизнедеятельности в доме, при котором на основе комплекса высокотехнологичного оборудования создается единая автоматизированная система управления, позволяющая значительно увеличить эффективность функционирования и надежность управления всех систем жизнеобеспечения.
Анализ рынка сбыта интеллектуальных систем
Интеллектуализация зданий как тенденция существует в мире более 20 лет, но в России пока так и не стала массовой. Здесь о рынке «умных» зданий до сих пор можно говорить условно, в отсутствие ощутимого спроса. Слабо осознается и сама потребность в них. Более 90 % российских «интеллектуальных» проектов приходится сегодня на корпоративный сектор. Потребительский же по-прежнему развит слабо и практически не выходит за границы пространств элитного жилья Москвы и Санкт-Петербурга.
По оценкам некоторых экспертов, сегодня потенциальный рынок прогрессивных строительных технологий в 10 раз превосходит реально освоенный. Причин тому несколько. Одна из них в том, что строительством и эксплуатацией здания обычно занимаются разные организации. Соответственно, строителям неважно, сколько будет стоить дальнейшая эксплуатация, и они, не задумываясь, экономят на системах автоматизации. Другими причинами можно назвать дешевый труд и электроэнергию. Также сказывается слабая информированность конечных пользователей о преимуществах систем автоматизации зданий и недостаток информации об оборудовании и технических решениях у проектировщиков.
Российский рынок интеллектуального строительства сегодня развивается достаточно активно. Заказчик уже не пугается такого термина, как «интеллектуальное здание», понимая, о каком именно здании с точки зрения его оснащения идет речь.
Факт активного роста соответствует общим тенденциям рынков развитых стран, однако текущие темпы роста рынка «умный дом» в России ощутимо выше среднемирового уровня. По итогам 2012 года темпы роста рынка «умный дом» составили 25,6%. В 2013 году по предварительным оценкам объем рынка «умный дом» составит 65 млн. евро или почти 3 млрд. рублей или около 130% от показателей 2012 года. В ближайшие годы, несмотря на кризисные явления в экономике рынок продолжит активно развиваться. К 2017 году общий объем рынка «умный дом» может достигнуть 176 млн. евро или 7,9 млрд. рублей, что можно наблюдать на рисунке 1.1. За пять лет объемы рынка выросли более чем в три раза по отношению к уровню 2012 года (важно отметить, что прогноз построен в предположении, что кризиса или дефолта в экономике России не произойдет).
Рисунок 1.1 – Прогноз развития рынка «Умный Дом» в России до 2017 года
Росту объемов рынка «умный дом» будет способствовать, прежде всего, рост тарифов на электроэнергию, который составит порядка 7,5% — 14 % в год. Также среди государственных инициатив, способствующих будущему росту как рынка «умный дом» в целом, так и отдельных его сегментов, можно отметить обсуждаемое введение социальных норм потребления электроэнергии для населения и введение ограничений на потребляемую мощность для юридических лиц.
Рынок «Умных Домов» в России демонстрирует уверенные темпы роста, одновременно приобретая все более совершенные формы и содержание. Преодолевая изначально сформировавшуюся в России концепцию о доступности интеллектуальных технологий только элитному классу, сегодня он начинает превращаться в полноценный цивилизованный рынок, рассчитанный на заказчика среднего достатка. За 2015 год по оценкам экспертов рынок автоматизации систем жизнеобеспечения здания увеличился на 15-20%, что превысило показатели 2014 года. При этом средняя цена заказа постепенно снижается, что связано с появлением большого числа систем жизнеобеспечения здания среднего ценового диапазона.
Что касается приоритетных направлений развития рынка систем управления зданием, то мнения экспертов здесь разделились. Одни отмечают значительный рост спроса на системы жизнеобеспечения здания среди владельцев квартир, другие утверждают, что автоматизация систем управления зданием больше востребована владельцами коттеджей. Но и в том, и другом случае оснащение «умными» системами все еще наиболее популярно в секторе элитного жилья, хотя рынок движется в сторону доступности систем жизнеобеспечения здания среднему классу.
Специальное исследование показало: если в мире основными критериями при выборе и проектировании системы автоматизации здания является возможность экономить на ремонте оборудования, платежах за энергоресурсы и стоимости эксплуатации, то в России основными критериями называют функциональность, удобство эксплуатации и цену. Последняя зачастую выходит на первый план в случае найма подрядной организации. Возможность экономии энергоресурсов во время исследования назвалась как важный фактор не более чем в 15% случаев. Интересно, что почти все заказчики, для которых важна экономия энергоресурсов, находятся в регионах. Однако, как отмечают эксперты, по мере роста цен на энергоресурсы приоритеты российских заказчиков, в том числе и жителей крупных городов, могут измениться.
Доминирующими аргументами в пользу установки систем управления домом для российского потребителя остается престиж, комфорт и безопасность. Далее следует бесперебойная работа инженерного оборудования и энергосбережение. При этом в последнее время наблюдается стремление заказчиков к полной автоматизации инженерных систем жилья. Проекты по системам управления домом становятся более комплексными. Потребитель всё чаще предпочитает автоматизацию с установкой практически всех систем жизнеобеспечения здания. Если раньше заказчики в основном соглашались на инсталляцию отдельных систем – только систем управления освещением и шторами, например, или систем управления климатом, то теперь все чаще делают полную автоматизацию дома.
Рисунок 1.2 – Гистограмма структуры спроса на типы модулей интеллектуальных систем
Как видно из гистограммы на рисунке 1.2, в последние годы наметилась тенденция роста доли спроса на комплексные интеллектуальные системы.
Наибольшей популярностью пользуются системы, автоматизация работы которых приносит видимые или ощущаемые результаты — то есть управление освещением, аудио- видео оборудованием, в том числе мультирум, и шторами/жалюзи. Большой спрос на охранно-пожарные сигнализации и микроклимат.
Однако эти системы требуются как таковые, а не с точки зрения автоматизации. В последнее время становится актуальной также установка электроприводов на окна и двери, соответственно, требуется включение в общую систему управления. Очень актуально использование датчиков контроля протечек воды, которые сообщат вам о появлении воды на полу, а при необходимости отправят сигнал для звонка на ваш телефон или просто перекроют водопроводный стояк.
Рисунок 1.3 – Гистограмма структуры спроса по группам потребителей
Как видим из гистограммы на рисунке 1.3, распределение спроса по группам потребителей в последние годы стабилизировалось.
Снижение эксплуатационных затрат при применении инженерных систем «умный дом»
В рамках проекта по строительству главного корпуса кирпичного завода с разработкой комплекса инженерной системы «Умный дом» в г. Рязани можно определить следующий перечень возможностей интеллектуальной системы:
- Электроснабжение — за счет которого, свою основную работу выполняют следующие механизмы вентиляции, различные осветительные приборы, антиобледенительные системы для крыш и дорог. Система позволяет существенно экономить энергозатраты. Экономия достигается за счет применения таймеров и датчиков движения, которые включают свет только при появлении в помещении человека, свет погаснет сам после ухода. Также можно контролировать яркость горения ламп по времени.
- Освещение – такая подсистема как освещение включает в себя следующие возможности управления:
— включение/выключение света при снятии/постановке системы на полную охрану;
— включение/выключение различных источников света по таймеру;
— управление освещением по датчикам движения, с установкой времени задержки на выключение света;
— управление различными источниками света через ИК-пульт;
— включение/выключение различных источников света через компьютер.
- Газоснабжение – данная возможность ИТ работает над контролем утечки газа. Предназначен для своевременного отключения подачи газа и информирования при возникновении данной аварийной ситуации, что позволяет снизить ущерб от возможного взрыва и возгорания помещения и как следствие – спасти жизнь. При возникновении аварии система проинформирует о возникшей аварии различными способами: дозвонившись по телефонной линии и сообщив о причине вызова, отправив тревожное sms-сообщение.
- Водоснабжение (в том числе системы очистки воды и устранения протечек) — расположенные в местах возможной протечки воды (на полу под раковиной, ванной, стиральной машиной и проч.) датчики вовремя «обнаружат» протечку воды в системе водоснабжения или отопления. В случае протечки система управления водоснабжением заблокирует подачу воды клапанами или отключит работу насоса.
- Вентиляция и кондиционирование – следит за температурой в сплит системе и работе вентиляции.
- Канализация – датчики не только сообщать об опасности, но и перекроют необходимые трубы.
- Система видеонаблюдения и охранно-пожарная сигнализация — данная система мгновенно приведёт в действие существующую противопожарную систему, отключит вентиляцию, чтобы поток воздуха не способствовал возгоранию, электричество и газ.