Thiết kế bền vững cho một hệ thống tự động hoá tòa nhà cùng với sự phát

Thiết kế bền vững cho một hệ thống tự
động hoá tòa nhà
Cùng với sự phát triển của xã hội, sự gia tăng yêu cầu cho một phong cách
sống tiện lợi hơn đã thúc đẩy việc tìm ra những cách thức mới để tăng tính
tiện lợi cho tòa nhà. Là một phần không thể thiếu trong một tòa nhà thong
minh, việc xây dựng hệ thống tự động tòa nhà BAS (Bulding Automation
System) bền vững cũng không nằm ngoài mục đích đó.

Trước đây chúng ta suy nghĩ đến chi phí quay vòng cho một hệ thống BAS,
chúng ta chấp nhận BAS có một thời gian sống khoảng 10 năm hoặc ít hơn,
do một số yếu tố sau: những công nghệ tiên tiến cộng với những đòi hỏi yêu
cầu mới, thời gian làm việc của các thành phần chính ví dụ như chips sensor
ngắn, phần mềm độc quyền, các thành phần cứng hạn chế trong khả năng
mở rộng và hạn chế việc có sẵn để tiếp tục phục vụ các thiết bị lâu năm
khác. Vì hệ thống BAS có tuổi thọ không dài cũng như một vài yếu tố khác,
người chủ nhà thường vứt bỏ toàn bộ để lập kế hoạch khôi phục mới tòa nhà.
Việc này cũng án lịch sử phát triển của nền công nghệ, BAS trước đây còn
có nhiều hạn chế. Với yêu cầu giảm giá thành, khả năng tái sử dụng thì
những hạn chế như trên không thể chấp nhận được nữa.
Tuy nhiên cho đến nay, khi công nghệ rất phát triển cho phép chúng ta xây


dựng một hệ thống BAS bền vững hơn và giảm thiểu những ảnh hưởng tới
môi trường. Việc xây dựng một hệ thống như vậy, chi phí lắp đặt, trang bị
ban đầu sẽ tăng không đáng kể và giảm được chi phí vòng đời, tăng các dịch
vụ cung cấp, giảm năng lượng tiêu hao và thỏa mãn nhiều hơn các yêu cầu
của người sử dụng. Trước đây, một hệ thống BAS như vậy không thể thực
hiện được, với nền công nghệ hiện đại ngày nay có thể cho phép chúng ta
thực hiện.
Yêu cầu cho một BAS bền vững
Trước tiên chúng ta sẽ thiết lập các yêu cầu cho một hệ thống BAS bền

vững
1. Liên tục có sẵn các thành phần chính của hệ thống (cả phần cứng lẫn phần
mềm) tương thích với hệ thống ban đầu. Những thành phần này không nhất
thiết phải từ một nhà sản xuất ban đầu, tốt là chúng được sản xuất từ những
hãng khác nhau. Điều này cho phép chủ nhà có thể thay thế các thành phần
của hang “A” bằng sản phẩm của công ty “B” trên cùng một mạng giống
nhau, có thể giao tiếp trơn tru với bộ điều khiển khác. Việc thay thế này đòi
hỏi phải không được phức tạp. Nếu các thành phần đó không thế thay thế
một cách trơn tru thì phải có giải pháp thay thế làm sao bảo đảm chi phí
thấp, không đáng kể so với việc thay thế mới toàn bộ một hệ thống. Một ví
dụ cụ thể là một máy tính có giao diện đồ họa với người sử dụng nhưng hệ
điều hành đã quá lỗi thời. Giải pháp thay thế một hệ điều hành mới sẽ không
tương thích với giao diện đồ họa cũ và máy tính sẽ bị lỗi. Giải pháp tốt hơn
là cài đặt một giao diện đồ họa mới (cả phần cứng và phần mềm) để có thể
giao tiếp với hệ điều hành hiện tại.
2. Có sẵn các thông tin: Để BAS có thể bền vững, cần phải có sẵn các nhà
kỹ thuật được đào tạo thành thạo việc điều khiển, bảo trì hệ thống. Các tài
liệu hỗ trợ đào tạo cần thiết cũng phải luôn sẵn sàng cho các bên. Không chỉ
cần các kỹ sư từ nhà sản xuất được đào tạo để vận hành mà quan trọng hơn,
cần phải tiêu chuẩn hóa các ngôn ngữ giao tiếp và thanh công cụ quản lý
mạng. Việc chuẩn hóa này giúp bảo đảm việc mở rộng nguồn đào tạo và
kiến thức để duy trì và phát triển hệ thống.
3. Mở rộng một BAS. Các thành phần mới của BAS cần phải tương thích


với các thành phần cũ của hệ thống vì vậy hệ thống có thể mở rộng hoặc duy
trì một cách thống nhất. Điều này có thể thực hiện nếu sử dụng các cổng kết
nối, tuy nhiên đây không phải là giải pháp tốt nhất, vì việc sử dụng cổng yêu
cầu những kiến thức đặc biệt, lien quan đến thanh công cụ phần mềm độc
quyền và hạn chế việc hỗ trợ. Giải pháp mong đợi là tích hợp thống nhất các

thành phần giống nhau cho phép chủ tòa nhà mở rộng, thêm các tiện ích
khác mới.
4. Khả năng tăng cường BAS: BAS cần thiết cho phép tăng cường sức mạnh
sử dụng công nghệ mới nhất. Một ví dụ cụ thể là việc thay thế đồ họa trên
nền máy tính cá nhân bằng một giao diện đồ họa trên cơ sở trình duyệt web.

Một giải pháp: Các hệ thống mở
Một giải pháp có thể thực hiện được để xây dựng BAS bền vững đó là “Các
hệ thống mở”, một hệ thống mở thực sự. Chúng ta hãy xem xét giải pháp
này trên cơ sở các tiêu chuẩn vừa xây dựng như trên.
Liên tục có sẵn các thành phần chính của hệ thống: Chúng ta không thể
trông cậy vào bất kỳ nhà sản xuất nào vì không hãng nào có thể cải tiến sản
phẩm của mình mãi mãi, vô hạn. Giải pháp tốt nhất là có những sản phẩm
tương thích với nhau từ nhiều hãng. Cách duy nhất để thực hiện là phải tiêu
chuẩn các giao tiếp, các ứng dụng và các công cụ quản lý phần mềm cùng
với sự liên kết trên cơ sở công nghiệp để hỗ trợ việc thành lập và chứng thực
sự phù hợp của các tiêu chuẩn. Phương thức này thích hợp để đảm bảo rằng
các sản phẩm được tạo ra sẽ lên kết với sản phẩm khác. Hiện tại có chuẩn
giao thức sau: giao thức Lontalk được chứng nhận bởi hiệp hội quốc tế
LONMARK và bởi ASHRAE và gần đây nhất được chứng nhận bởi BAC


net. Ở cấp độ mạng, có ba tiêu chuẩn thực để bảo đảm việc luôn có sẵn các
thanh công cụ quản lý mạng, giao diện với người sử dụng và các thành phần.
Đó là LON® Network Services (LNS®) hỗ trợ bởi Echelon, BACnet hỗ trợ
bởi ASHRAE và Niagara Framework® hỗ trợ bởi Tridium.
Có sẵn thông tin: Tất cả thông tin liên quan và việc đào tạo kết hợp cho các
tiêu chuẩn của BAS- giao thức, thanh công cụ quản lý mạng, thanh công cụ
chương trình điều khiển, các văn bản, v.v, cần thiết phải có sẵn. Mức độ có
sẵn phụ thuộc vào từng nhà sản xuất và các tiêu chuẩn. Đối với thanh công

cụ quản lý mạng và giao diện với người sử dụng trên cơ sở LNS, BACnet và
Niagara Framework, có rất nhiều nguồn kiến thức mở. Học viên được tham
dự khóa học và được kiểm tra để cấp chứng chỉ triển khai thông thạo hệ
thống. Đối với thanh công cụ chương trình điều khiển, ngày càng nhiều nhà
sản xuất tạo dựng các công cụ có sẵn như là phần mềm miễn phí trên các
trang công cộng cùng với các hướng dẫn bằng audio để đào tạo và các văn
bản hỗ trợ liên quan.
Khả năng mở rộng BAS: nếu các yêu cầu trên được đáp ứng, khả năng mở
rộng BAS trở lên dễ dàng hơn cho chủ sở hữu tòa nhà. Nếu BAS được thiết
kế theo tiêu chuẩn mở, việc mở rộng chỉ ngay ở phía trước. Việc quản lý
mạng ban đầu và giao diện của người sử dụng được dung để quản lý và kết
nối với thành phần mới trên nền LNS, BACnet hoặc Niagara Framework.
Khả năng tăng cường cho BAS. Hệ thống BAS phát triển nhanh chóng các
đặc trưng mới, tăng cường kinh nghiệm người sử dụng cải thiện việc vận
hành, hiệu suất của tòa nhà. Ở mức độ điều khiển, những tăng cường này có
thể dễ dàng liên kết với các mạng hiện tại bằng cách sử dụng thiết bị trên cơ
sở LON®WORKS và BACnet. Ở mức độ giao diện người sử dụng, việc
tăng cường đồ họa có thể thực hiện thông qua hệ thống cơ sở LNS, BACnet
và Niagara Framework.
Xem xét tất cả các yếu tố trong việc lựa chọn và thiết kế một BAS sẽ tăng
cường đáng kể sự bền vững của hệ thống. Điều này được mong đợi để phù
hợp hơn với hệ thống cơ học mà BAS điều khiển.
Một vài ví dụ gần đây có thấy việc cải thiện tính bền vững là đáng tin cậy.
Những hệ thống Circon Systems đầu tiên (của hãng Distech Controls) lắp


đặt công nghệ LONWORKS, đã hơn 12 năm và đang được mở rộng sử dụng
thanh công cụ quản lý mạng LNS hay Niagara Framework, giao diện đồ họa
và bộ điều khiển LONWORKS mới, do đó tăng cường tuổi thọ cho hệ thống
điều khiển tòa nhà.

Tóm lại, một BAS bền vững cần có giao thức mở, các thanh công cụ quản lý
mạng được tiêu chuẩn hóa và một hệ thống tài liệu về sản phẩm truy cập dễ
dàng, giúp mở rộng duy trì hệ thống hiện tại mà không cần xây dựng lại hệ
thống mới.