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Project Engineering
Total Building Solutions voor gebouwenautomatisering
Door Hubert Lahaut, Control & Automation Magazine
Version française
In de meeste industriële sectoren wordt veelal gedacht, ontworpen en
geïnstalleerd volgens de ‘klassieke’ grenzen van de
gebouwenautomatiserings-systemen. Verbindingen en koppelingen gebeuren vaak via
‘achterpoortjes’. Geen gemakkelijke opdracht voor de studiebureaus en
engineeringteams die instaan voor de technische implementatie. Met Total
Building Solutions belooft Siemens beterschap.
Gebouwautomatiseringssystemen en systemen voor beveiliging en het technisch
beheer van gebouwen groeien naar elkaar toe tot een steeds sterker
geharmoniseerd geheel. Het doel bestaat eruit de tot nog toe verschillende
systeemomgevingen te koppelen en de investerings- en bedrijfskosten te verlagen
door consistente gebruiksinterfaces en een gemeenschappelijk gebouwenbeheer.
Door horizontale en verticale, functionele en veiligheidsgebonden koppelingen
wordt de efficiëntie van alle systemen verder opgevoerd, zodat een snelle en
intelligente reactie in noodsituaties mogelijk is. Met het bouwconcept Total
Building Solutions (TBS) legt Siemens Building Technologies (SBT) een
belangrijke en veelbelovende nadruk binnen de gebouwentechnologie. De niet te
overziene verscheidenheid van productgebonden interfaces is een typisch probleem
van de huidige gebouwentechnologiesystemen. De gemakkelijke aansturing van
systemen leidt echter niet noodzakelijk tot een hogere functionaliteitgraad –
wel in tegendeel. Dergelijke afzonderlijke verbindingen vereisen vaak een
uiterst complexe coördinatie. Bovendien beantwoordt het eindresultaat meestal
niet aan de verwachtingen. Daarbij komen ook nog vaak onoverkomelijke problemen
met mogelijke moderniseringsmethodes. Helaas wordt in de meeste industriële
sectoren veelal gedacht en gehandeld volgens de ‘klassieke’ grenzen van de
gebouwenautomatiseringssystemen; verbindingen en koppelingen gebeuren hoogstens
op selectieve basis. Veel deskundigen bieden echter een achterdeurtje om zulke
interfaceproblemen te omzeilen. Door hun interdisciplinaire applicatieknowhow
hebben zij inzicht in de algemene en de onderliggende processen van de
gebouwentechnologie en weten zij hoe ze die kunnen verbeteren. Een noodzakelijke
voorwaarde voor de implementatie van deze bijzondere kennis zijn optimaal
geharmoniseerde ‘monolithische’ productengamma’s die steunen op internationale
communicatiestandaarden zoals BACnet, OPC of LON. Hierbij is het belangrijk om
de IT-oplossingen, de producten, systemen en diensten, maar ook de planning, de
uitrusting en de exploitatie op zodanige wijze met elkaar te verbinden dat er
een globale oplossing ontstaat die meer is dan de som van de individuele
systemen.
Kern van het netwerk
De bestemming van het gebouw bepaalt de kern van het netwerk. Zelfs in het
huidige tijdperk van globale standaardisatie, is bijna elk gebouw uniek en
moeten individuele oplossingen worden uitgewerkt voor de harmonisatie van de
gebouwenautomatisering en het risicobeheer. Voor een bankgebouw bijvoorbeeld
gelden totaal andere eisen inzake het beveiligingssysteem dan voor een
parkeerterrein. Een ziekenhuis is veel afhankelijker van de stroomvoorziening
dan een sporthal. Een Total Building Solutions-concept kan dus in geen geval
worden gezien als een kant-en-klaar product. Het is een samenvoeging van zeer
gespecialiseerde modules, systemen en diensten. Het is altijd maatwerk, waarbij
rekening moet worden gehouden met het type en de bestemming van het betrokken
gebouw:
§ Ligt de nadruk op comfort en op een geoptimaliseerde, energiebesparende
werking van het gebouw, terwijl brand- en inbraakbeveiliging, toegangscontrole
en videobewaking als basisbehoeften worden beschouwd, dan wordt gekozen voor een
gebouwenautomatisering-besturingssysteem.
§ Ligt de nadruk eerder op de behoeften van mensen en goederen voor gevaren,
terwijl de gebouwenautomatisering min of meer als bijkomstig wordt beschouwd,
dan gaat de voorkeur uit naar een gevarenmanagementsysteem.
§ Zijn zowel de automatisering als de beveiliging van het gebouw cruciaal voor
de bedrijfsactiviteiten en worden ze beheerst door onafhankelijke systemen en
bedrijfsorganisaties, dan is het opzetten van een intelligent netwerk en het
gebruik van webtechnologie zinvol om de verschillende besturingssystemen te
verenigen in één centraal punt.
Afhankelijk van de behoeften van de gebruiker, zijn verticale, horizontale of
‘gemengde’ netwerkoplossingen aan te bevelen. Een verticaal netwerk van
gevarendetectiesystemen en gebouwenautomatisering is interessant wanneer de
technische storingen samen met de alarmberichten van de brand- en
inbraakdetectiesystemen worden verwerkt in een permanent bemand werkstation op
basis van dezelfde werkingsfilosofie. Een horizontale integratie maakt het
mogelijk bij brand de schade te beperken. Een dergelijk scenario omvat doorgaans
de automatische sluiting van brandkleppen, gepaard met de ventilatie van de
evacuatiewegen, alsook de ontgrendeling van nooduitgangdeuren of de automatische
vergrendeling van lokalen in het gebouw of parkeerzones of toegangswegen in
noodsituaties. Bovendien opent een horizontaal of functioneel netwerk tal van
mogelijkheden om het comfort van de gebruiker te verbeteren en het
energieverbruik te verlagen. Aangezien de verschillende systeemwerelden tot een
netwerk worden verbonden via databusse, wordt ook de brandbare lading evenredig
teruggeschroefd en wordt bespaard op bekabelingkosten.
Levenscyclusconcept
De intelligente netwerkverbinding van verschillende gebouwsystemen en de
visuele weergave ervan via gestandaardiseerde besturingssystemen mag zeker niet
worden gezien als een eenmalige investering, maar is een proces dat tijdens de
volledige levenscyclus van het gebouw mee evolueert. Een Total Building
Solutions systeem begint reeds in de vroegste ontwerpfase van het gebouw. Enkel
op die manier kan het potentieel voor typische vernieuwing en kostenverlaging
worden bepaald. Een grondige, d.w.z. interdisciplinaire planning van de
gebouwenautomatiseringssystemen is even belangrijk als een doortastend
projectbeheer dat niet alleen de ‘klassieke systeemgrenzen’ overschrijdt, maar
ook de weg opent voor interdisciplinaire rationaliseringsmogelijkheden ten
voordele van de klant. Ideaal gezien is de (toekomstige) Facility Manager al bij
het project betrokken vanaf de planning- en ontwerpfase.
De fase van systeemoptimalisering begint bij de overdracht van het systeem aan
de klant. Veel functionele verbindingen en optimaliseringen kunnen immers maar
worden vastgesteld en toegepast wanneer het systeem in werking is. Daarop volgt
de migratiefase, die niet alleen gericht is op het behoud van de systeemwaarde
maar die ook in aanzienlijke mate kan bijdragen tot een vermindering van de
bedrijfskosten door een goed gestructureerde bijwerking. <<
Ingénierie de projets
Total Building Solutions pour l’automatisation de bâtiments
Dans la plupart des secteurs industriels, la réflexion, la conception et
l’installation suivent souvent les limites ‘classiques’ des systèmes
d’automatisation de bâtiments. Les connexions et liaisons se font souvent via
des ‘portes de secours’. La tâche n’est pas aisée pour les bureaux d’étude et
les équipes d’ingénierie qui se chargent de l’implémentation technique. Avec les
Total Building Solutions, Siemens nous promet une amélioration.
Les systèmes d’automatisation de bâtiments et les systèmes destinés à la
protection et la gestion technique des bâtiments ne cessent de converger pour
former un ensemble harmonieux plus robuste. L’objectif est de relier les
environnements systèmes jusqu’à présent différents et de réduire les frais
d’investissement et d’exploitation par des interfaces d’utilisation cohérentes
et une gestion des bâtiments commune. Des liaisons horizontales et verticales,
fonctionnelles et relatives à la sécurité, augmentent l’efficacité de tous les
systèmes et permettent ainsi une réaction rapide et intelligente dans les
situations d’urgence. Avec le concept de construction Total Building Solutions
(TBS), Siemens Building Technologies (SBT) lance une tendance importante et
prometteuse au sein de la technologie de bâtiments. La diversité incalculable
d’interfaces dédicacées est un problème typique des systèmes de technologie de
bâtiments actuels. La commande aisée des systèmes n’induit toutefois pas
nécessairement un degré de fonctionnalité supérieur, au contraire. De telles
connexions distinctes exigent souvent une coordination extrêmement complexe. En
outre, le résultat final rencontre rarement les attentes. A cela s’ajoutent
souvent des problèmes insurmontables rencontrés avec d’éventuelles méthodes de
modernisation. Malheureusement, la majorité des secteurs industriels pensent et
agissent souvent selon les limites ‘classiques’ des systèmes d’automatisation de
bâtiments ; les connexions et liaisons se font tout au plus sur une base
sélective. Bon nombre d’experts proposent toutefois une porte de secours pour
contourner de tels problèmes d’interface. Grâce à leur savoir-faire
interdisciplinaire au niveau des applications, ils comprennent les processus
généraux et sous-jacents de la technologie de bâtiments et savent comment les
améliorer. Les gammes de produits ‘monolithiques’ d’une harmonie optimale sont
une condition nécessaire à l’implémentation de ce savoir-faire spécifique. Ces
gammes s’appuient sur des standards de communication internationaux comme
BACnet, OPC ou LON. Il est important de relier ensemble les solutions IT, les
produits, les systèmes et services mais aussi le planning, l’équipement et
l’exploitation afin de donner naissance à une solution globale qui constitue
plus que la somme des systèmes individuels.
Le coeur du réseau
La destination du bâtiment détermine le coeur du réseau. Même dans l’ère
actuelle de standardisation globale, chaque bâtiment est quasiment unique et des
solutions individuelles doivent être élaborées pour harmoniser l’automatisation
de bâtiments et la gestion des risques. Un bâtiment bancaire, par exemple, doit
se plier à des exigences totalement différentes en matière de système de
protection qu’un terrain de parking. Un hôpital dépend beaucoup plus de
l’approvisionnement en électricité qu’un hall de sport. Un concept de Total
Building Solutions ne peut donc nullement être considéré comme un produit prêt à
l’emploi. C’est un rassemblement de modules, systèmes et services très
spécialisés. Il s’agit toujours d’un travail sur mesure pour lequel il y a lieu
de tenir compte du type et de la destination du bâtiment concerné : Si l’accent
est mis sur le confort et sur un fonctionnement optimisé et économe en énergie
du bâtiment, tandis que la protection contre l’incendie et l’effraction, le
contrôle d’accès et la surveillance par vidéo sont considérés comme des besoins
de base, on opte pour un système de commande d’automatisation de bâtiments. Si
l’accent est plutôt placé sur les besoins des gens et des marchandises en
matière de risques, alors que l’automatisation des bâtiments est plus ou moins
considérée comme accessoire, la préférence ira alors à un système de gestion des
risques. Si tant l’automatisation que la protection du bâtiment sont cruciaux
pour les activités de l’entreprise et si elles sont contrôlées par des systèmes
et organisations indépendants, il est judicieux de mettre sur pied un réseau
intelligent et d’utiliser la technologie Web pour rassembler les différents
systèmes de commande en un seul point central.
En fonction des besoins de l’utilisateur, on recommandera des solutions de
réseaux verticaux, horizontaux ou ‘mixtes’. Un réseau vertical de systèmes de
détection de risques et d’automatisation de bâtiments est intéressant lorsque
les défaillances techniques sont traitées avec les messages d’alarme des
systèmes de détection d’incendie et d’effraction dans une station de travail
occupée en permanence par un opérateur, sur la base de la même philosophie de
fonctionnement. Une intégration horizontale permet de limiter les dégâts en cas
d’incendie. Un tel scénario comprend généralement la fermeture automatique des
vannes d’incendie, liée à la ventilation des voies d’évacuation, ainsi que le
déverrouillage des sorties de secours ou le verrouillage automatique de locaux
dans le bâtiment, de zones de parking ou de voies d’accès en cas d’urgence. Un
réseau horizontal ou fonctionnel offre en outre de nombreuses possibilités
d’amélioration du confort de l’utilisateur et de réduction de la consommation
d’énergie. Etant donné que les différents systèmes sont reliés à un réseau via
des bus de données, la charge combustible est elle aussi réduite
proportionnellement et l’on réalise des économies sur les frais de câblage.
Concept de cycle de vie
La connexion intelligente de différents systèmes de bâtiments au réseau et
sa représentation visuelle via des systèmes de commande standardisés ne peuvent
certainement pas être considérées comme un investissement unique mais doivent
être vues comme un processus qui évolue en parallèle durant tout le cycle de vie
du bâtiment. Un système de Total Building Solutions démarre dès la première
phase de conception du bâtiment. Ce n’est que de cette manière que le potentiel
de rénovation et de réduction des prix peut être défini. Un planning approfondi,
c’est-à-dire interdisciplinaire, des systèmes d’automatisation de bâtiments est
tout aussi important qu’une gestion de projet dynamique qui dépasse non
seulement ‘les limites classiques des systèmes’ mais qui ouvre aussi la voie
vers des possibilités de rationalisation interdisciplinaire à l’avantage du
client. Idéalement, le (futur) Facility Manager est déjà impliqué dans le projet
dès les phases de planification et de conception.
La phase d’optimisation du système commence lors du transfert du système au
client. Bon nombre de connexions et d’optimisations fonctionnelles ne peuvent en
effet être constatées et appliquées que lorsque le système fonctionne. Ensuite
vient la phase de migration qui s’axe non seulement sur le maintien de la valeur
du système mais qui peut aussi contribuer considérablement à une réduction des
frais d’exploitation par un ajustement bien structuré. <<
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