Энергоэффективность и комфорт гостиничных зданий

Современная гостиница - это не просто здание, а оснащенная «умными» системами автоматизации архитектура, со сложным комплексом устройств жизнеобеспечения, которую можно сравнить с живым организмом, который чувствует, осознает и адаптируется. Такая архитектура немыслима без внедрения цифровых двойников как в процессы проектирования и тестирования всех без исключения систем здания, так и в процессы эксплуатации и технического обслуживания, что реализует концепцию предиктивного ТОиР.

Автоматика систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, освещения и др., построенная на элементной базе Siemens, работает, как нервная система. Она получает информацию от множества нервных окончаний: датчиков температуры, давления, влажности и многих других – обрабатывает ее и посылает команды управления к частотным преобразователям и приводам насосов и вентиляторов, приводам воздушных заслонок и регулирующих клапанов, системам освещения и т.д. Все эти системы служат для поддержания в номерах и других помещениях комфортного микроклимата по температуре, влажности, качеству воздуха и освещению. Удовлетворенность гостя определяется его ощущением комфортности и тем, что он решает, оплачивая счет: вернуться в этот отель или нет. Системы жизнеобеспечения потребляют большое количество тепловой и электрической энергии.

Затраты на энергопотребление – наибольшая статья расходов для гостиниц. Энергию надо экономить, но не в ущерб комфортным условиям, особенно в номерах. Номера составляют примерно 70% площади гостиницы. Чем выше уровень автоматизации, тем больше возможностей для экономии энергии и для поддержания комфортного микроклимата. Автоматизация позволяет осуществлять принцип: люди в помещении здания – оптимальный комфорт, люди отсутствуют – снижение комфортных условий. По этому принципу определяются характеристики систем автоматизации зданий, и не только гостиниц, но и зданий различного назначения. Они подразделяются на два типа: характеристики управления и характеристики пользователя.

Характеристики управления

В соответствии с российским стандартом РФ – ГОСТ Р 54862-2011, вобравшим в себя основные положения европейского стандарта EN 15232, системы автоматизации зданий и способы управления инженерными системами условно разделены на четыре класса энергоэффективности: А, В, С и D. Класс D включает в себя системы автоматизации и способы управления инженерными системами с низкой энергоэффективностью. Они не должны закладываться в проектные решения. Класс С называется стандартным, или сравнительным. Энергопотребление в инженерных системах, автоматизированных и управляемых по классу С, условно принимается за единицу для сравнения. Класс В включает в себя системы автоматизации и способы управления инженерными системами с повышенной энергоэффективностью. Класс А включает в себя системы автоматизации и способы управления инженерными системами с высокой энергоэффективностью. Метод определения потенциала экономии энергии в зависимости от уровня автоматизации и способа управления основан на коэффициентах. Он оправдал себя годами эксплуатации инженерных систем зданий в различных странах.

Если, например, в здании гостиницы системы автоматизации и способы управления инженерными системами соответствуют неэффективному классу D, то потребление тепловой энергии в инженерных системах этого здания примерно в 1,3 раза выше по сравнению с системами класса С. Если они соответствуют классу В, то потребление тепловой энергии на 15% ниже по сравнению с системами класса С. Если же они соответствуют классу А, то потребление тепловой энергии на 32% ниже по сравнению с системами класса С. Для электроэнергии установлены свои коэффициенты. Таким образом, на этапе проектирования или подбора оборудования можно предварительно оценить возможность экономии. Для того чтобы соответствовать классу В, необходимо обеспечить покомнатное регулирование температуры с коммуникацией между контроллерами и центральной станцией. Коммуникация позволяет извлечь дополнительный потенциал экономии в системе отопления.

Номера гостиниц и другие помещения являются объектами спроса на обогрев – потребителями. Теплообменник (или котел, тепловой насос и т.д.), как источник выработки тепла, и циркуляционный насос, как средство подачи и распределения тепла, должны обеспечивать комфортные условия в помещениях по параметрам температуры в соответствии с реальной потребностью. Информация о совокупной потребности в энергии на обогрев собирается от всех потребителей и оценивается контроллером, обслуживающим помещения. Далее информация передается контроллеру в тепловом пункте, который, в свою очередь, регулирует выходную температуру источника выработки тепла в соответствии с реальной потребностью (качественное регулирование) или регулирует расход, создаваемый средством подачи и распределения тепла, адаптируя его к реальной потребности (количественное регулирование). Это минимизирует потери при выработке тепловой энергии и распределении теплоносителя. И наконец, чтобы соответствовать классу А, необходимо обеспечить покомнатное регулирование температуры в номерах и других помещениях, добавив коммуникацию между контроллерами и центральной станцией плюс контроль присутствия человека в помещении.

Если, например, гость находится в номере, температура воздуха поддерживается в пределах комфортной зоны («комфортный» режим) в соответствии с заданными параметрами. Если гость выходит из номера, но не выезжает из гостиницы, то параметры автоматически выводятся за пределы комфортной зоны на небольшую величину, примерно на 1 ºС («предкомфортный» режим). По возвращении гостя в номер параметры автоматически возвращаются в пределы температурного комфорта, чтобы не допустить ощущения дискомфорта. В каждом отдельном номере поддерживается индивидуальный температурный режим. Тепло подается по фактической потребности. Контроль присутствия определяет целесообразность поддержания режима «комфортный», который необходим, если хотя бы один человек находится в номере.

Характеристики пользователя

Характеристики управления системами жизнеобеспечения и характеристики пользователя здания позволяют выявить максимальные возможности экономии тепловой и электрической энергии.

Автоматизация высокого уровня, соответствующего классу А, осуществляет взаимодействие между различными установками с помощью согласованной работы датчиков, исполнительных органов и программного обеспечения. Такой целостный подход к управлению инженерными системами является основополагающим для достижения максимальной энергоэффективности при автоматизации зданий гостиниц. А в сочетании с индивидуальным подходом к поддержанию комфортного микроклимата в каждом отдельном помещении с использованием самообучающегося алгоритма, распознающего характеристики и потребности данного помещения, достигается максимальное энергосбережение без ущерба для комфорта гостей. Это вызывает их желание опять остановиться в данной гостинице.

По материалам Тарасенко Ю. А., - руководителя направления «Энергоэффективность зданий», ООО «Сименс»