Значение применения технологии «Умный дом» для развития жилищно-коммунального хозяйства региона



В статье проведен анализ технологии «Умный дом». Показаны преимущества и специфика этой технологии. В статье рассмотрена история развития технологии, её текущее состояние и перспективы. Также описаны проекты, в которых реализуется технология «Умный дом».

Ключевые слова: технология, «умный дом», жилищно-коммунальное хозяйство, строительство, жилье.

The article analyzes the technology of «smart home». The advantages and specificity of this technology are shown. The article describes the history of the development of technology, its current state and prospects. Also described are projects in which the Smart Home technology is implemented.

«Умный дом» — автоматическая система, осуществляющая контроль и управление всеми инженерными сетями дома или квартиры (электроэнергия, отопление, вентиляция и кондиционирование, водоснабжение, охрана), а помимо этого она экономит время и деньги. Основной целью домашней автоматизации является, прежде всего, энергосбережение. Ведь подобные технологии позволяют существенно экономить электричество и воду — основные ресурсы необходимые для функционирования современного человеческого жилища. Дополнительный комфорт, хоть и важен, но все же уступает экономии ресурсов.

Оснащенное интеллектуальной системой управления жилье обладает многочисленными преимуществами, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1

Функции «Умного дома»

Управление освещением	- плавная регулировка освещённости до комфортного уровня; — контроль освещения во всей квартире/доме с помощью пульта ДУ или переносной сенсорной панели; — автоматическое включение/выключение света в нужных местах и др.
Управление климатом	- автоматическое поддержание комфортной температуры, влажности и чистоты воздуха; — система учитывает время года, температуру за окном, реагирует на климатические изменения.
Техническая защита	- надёжная защита от проникновения в дом посторонних; — автоматическое предотвращение аварийных ситуаций, таких как утечка газа, протечка воды, задымление или возгорание; — контроль угарного газа в помещениях с камином или печью; — контроль высоковольтного напряжения и максимальной нагрузки; — информирование хозяев об аварийных ситуациях по телефону или через Интернет.
Связь и интернет	- мгновенное информирование хозяев, находящихся в любой точке планеты, о любых событиях, происходящих в доме.
Звук и видео	- домашние кинотеатры и аудиосистемы любой сложности.

Концепция любого «умного дома» базируется на трёх основных моментах:

− повышение безопасности;

− улучшение комфорта;

− обеспечение эффективности ресурсопотребления.

Основные функции «Умного дома» приведены на рисунке 1. Как мы видим, освещением, отоплением, работой различных электроприборов, управляет автоматика.

Система «Умный дом» обычно подключает управляемые устройства к центральному концентратору или «шлюзу». Пользовательский интерфейс для управления системой может использоваться через настенные терминалы, планшеты или настольные компьютеры, приложения телефона; может использоваться и веб-интерфейс, который доступен через Интернет.

Рис. 1. Функции «Умного дома»

Частью концепции «Умный дом» являются так называемые интернет-вещи (Internet of Things, IoT), которые можно определить, как устройства, способные подключаться к Интернету, как правило, через Wi-Fi-точку, дистанционно управляться и выполнять автономно свои функции, получая распоряжения от пользователя, по сути, из любой точки мира. Кроме того, данные устройства при желании пользователя могут быть синхронизированы и выполнять различные задачи одновременно, или же одно устройство может посылать другому сигнал об окончании своей работы, и тогда второе устройство «узнает» что ему можно начинать осуществлять свои функции.

Приведем пример, что могут делать интернет-вещи: Wi-Fi-лампочки позволяют выключать свет, настраивать яркость и заранее устанавливать время, когда нужно включиться, умная расческа следит за состоянием волос и «слушает» звук расчесываемых волос, после чего передает информацию и рекомендации от специалистов на телефон, через Wi-Fi стало возможно управлять умной ванной. Кроме того, существуют устройства, которые соприкасаются с человеком напрямую, например, фитнес-трекеры, передающие информацию о частоте сердечного ритма, фазах сна, идут разработки умной одежды, конечно, с подключением к Интернету, создается «гибкая электроника», которая будет в онлайн-режиме следить за состоянием здоровья человека, а умный матрас проследит за фазами сна.

Таким образом, главной особенностью «Умного дома» является объединение отдельных систем в один управляемый комплекс, включающий в себя: систему электропитания, водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, видеонаблюдения, охраны и пожарной сигнализации, GSM / IP — мониторинг объекта, управление системами автоматизации и всеми приводами механизмов.

Достигаемые экономические выгоды, получаемые при использовании систем «Умный дом» можно разделить на две части: экономия денежных средств и экономия времени. Рассмотрим каждую из них.

Экономия времени достигается путем использования различных сценариев, которые представляют собой запрограммированную последовательность действий различных систем.

Например:

− сценарий «Выключить всё» — перед уходом выключит всё освещение и электроприборы, а также обесточит розетки, за исключением необходимых.

− сценарий «Я дома» — человек может запустить с помощью смс-сообщения, подъезжая к дому. В результате в доме к моменту приезда будет включено базовое освещение, обеспечен необходимый температурный режим, может быть подготовлена горячая ванна и так далее.

Экономия денежных средств в основном достигается за счет сокращения затрат на электроэнергию, холодное и горячее водоснабжение что, при регулярно растущих тарифах приносит достаточно ощутимый эффект.

Рассмотрим на рис. 2 влияние применения одного из элементов системы «Умный дом» общедомовых приборов учета (ОДПУ) и систем автоматического регулирования на сети отопления и ГВС дома. Данные взяты из ТСЖ г. Самара, ул. Дачная, 28 за период с 30.06.2016 по 30.06.2017.

Рис. 2. Анализ применения общедомовых приборов учета (ОДПУ) и систем автоматического регулирования

На основании данных ОДПУ фактическое потребление за указанный период составило:

1. ХВС (включая ХВС на ГВС при закрытой схеме ГВС) = 45607м³ -21019м³ = 24588м³, в т. ч. ХВС на ГВС 62128м^3–53822м³ = 8306м³
2. ГВС по открытой схеме ГВС (на основании тепловых отчетов узла учета теплоэнергии и теплоносителя) = 2519м³

Т. е., собственники потребили фактически за указанный период:

ХВС: 24588м^3–8306м³ = 17182м³

ГВС: 8306м³ + 2519м³ = 10825м³.

В случае отсутствия ОДПУ объем водопотребления, предъявленный к начислению, рассчитывался бы исходя из количества собственников, проживающих в доме, 344 чел. и составил бы:

ХВС: 344*7,5*12=30960м³

ГВС: 344*3,6*12=14860,8м³

3. Теплоснабжение

По фактическим затратам, на основании показателей ОДПУ, по факту потреблено теплоэнергии для нужд отопления и ГВС, с учетом наличия систем автоматического регулирования на сети отопления и на сети ГВС дома — 1666 Гкалл.

При отсутствии ОДПУ, предъявленный к оплате объем составил бы с учетом общей площади помещений дома = 11266,5м²,

11266,5м² * 0,018Гкал/м² + 344*0,22Гкал/чел * 12 мес. = 3341,724Гкалл.

Экономия на оплате составляет:

ХВС — 44,5 %,

ГВС — 27,1 %,

Теплоснабжение — 50,15 %.

Как видно из приведенных примеров, даже отдельные элементы системы «Умный дом» обеспечивают значимые выигрыши в ресурсах и времени.

Однако отсутствие производства и востребованности технологий «Умного дома» у широкого круга девелоперов в России привела к тому, что цена на них высока. Поэтому позволить их себе могут не все проекты. Кроме того, сложность применения инновационных технологий состоит не только в дороговизне, но и в существующих нормах строительства, которые не предусматривают их использование. Тем не менее, отдельные примеры «умных» новостроек в России присутствуют.

В 2009 году в рамках проекта «Цифровой район Жулебино» на юго-востоке столицы построен первый «Умный дом», в котором практически всеми системами управляет компьютер.

Другим столичным проектом, где нашли применение элементы интеллектуальных технологий, является ЖК «Царицыно». В жилых домах установлена система АСКУЭ, которая накапливает информацию со счетчиков и с определенной периодичностью автоматически передает ее в единый диспетчерский центр. Таким образом, каждый житель в режиме онлайн может узнать, сколько он расходует электричества и воды.

В московском микрорайоне «Молжаниново» дома оснащаются индивидуальными пунктами учета и регулирования тепла. Эти системы позволяют нормализовать режим отопления дома, установить оптимальную температуру в квартирах, экономят тепловую энергию, предоставляют возможность жильцам оплачивать отопление в зависимости от фактического потребления, повышают аварийную устойчивость каждого объекта.

В одном из домов микрорайона «Красногорье» установлена автоматическая телеметрическая система учета потребления тепла и воды, которая представляет собой онлайн-систему мониторинга в режиме реального времени.

Также «Умным домом» можно назвать московский ЖК «Дом на Бурденко» в Хамовниках. Управление деятельностью ЖК осуществляется с помощью специальной программы «Умный дом». Система позволяет осуществлять многозонный климат-контроль, управлять освещением по световому сценарию, поддерживать автоматические алгоритмы, дистанционно управлять бытовой техникой с инфракрасным или интернет-входом, электроприводами жалюзи, штор, контролировать защиту от пожара, вторжения, протечек, установить видеоконтроль за детской площадкой, паркингом, холлом.

В регионах особенный интерес вызывает экспериментальный дом, построенный в рамках пилотного проекта федеральной программы «Энергоэффективное жилье» в ЖК «Прибрежный квартал» городе-спутнике Волгограда — Волжском. Устройство дома предполагает частичный подогрев воды солнцем, что позволит жителям экономить на счетах за горячую воду, особенно летом. Проект подразумевает использование технологии рекуперации воздуха. Она позволяет использовать теплый вытяжной воздух для нагрева входящего свежего воздуха, не смешивая их. Попутно с фильтровкой и нагреванием воздуха система позволяет экономить электроэнергию. Однако, рассмотренные случаи на территории России единичны и, к сожалению, не нашли широко применения.

Между тем в мире данный рынок энергично развивается. Так, по данным исследования Research and Marketsрынок «умных» технологий для дома оценивался в 2013 году в 5,77 миллиарда долларов [11].

К 2012 году в США, по данным ABI Research, было установлено 1,5 миллиона систем домашней автоматизации. По данным исследовательской фирмы Statista, к концу 2018 года в домах США установлено более 45 миллионов устройств для «Умного дома» [12]. Что касается объемов рынка, то в США выручка на рынке технологий «Умного дома» в 2019 году составит 27 240 млн долларов. Уровень проникновения данной технологии в домохозяйства США в 2019 году составил 33,2 %, а к 2023 году ожидается его увеличение до 53,9 % [13].

Для сравнения, в России на рынке технологий «Умного дома» в 2019 году ожидается, что выручка составит 609 млн долларов США. Уровень проникновения данной технологии в домохозяйства РФ в 2019 составил 2,8 %, а к 2023 году ожидается рост до 10,7 %.

В заключении отметим следующее. В настоящее время «Умный дом» — одно из передовых достижений в сфере жилищно-коммунального хозяйства. Очевидные достоинства «Умного дома» заключаются в следующем:

− согласованная работа всех систем, установленных в доме;

− легкая управляемость и мониторинг;

− широкий выбор сценариев и режимов работы систем дома;

− рациональное потребление электроэнергии и других ресурсов;

− своевременное предотвращение аварий и сбоев;

− управление системами дома удаленно.

Для того, чтобы рынок «Умных домов» развивался динамичнее, полагаем, что необходимо привлекать инвесторов, создавать собственные новые и более доступные по цене разработки в этой области, анализировать потребителей, чтобы понять их потребности и т. д.

Литература:

1. Sibac.info 2019 // XLIV Международная научно-практическая конференция «Научное сообщество студентов: Междисциплинарные исследования» // Бурлаченко Д. Н. Преимущества и недостатки использования технологии «Умный дом» // № 9(44) // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://sibac.info/studconf/science/xliv/106527
2. Международный научно-исследовательский журнал 2011–2019 // Л. Ш. Кадырова «Умный дом»: идеология или технология // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://research-journal.org/arch/umnyj-dom-ideologiya-ili-texnologiya/
3. Rusbase © 2012–2019 // Стоит ли выходить на российский рынок умных домов? // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://rb.ru/longread/umnyj-dom-v-rossii/
4. 2003–2019 Aethra — блог о современных ИТ технологиях // «Умные дома» в мире и в России: статистика и прогнозы // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.aethra.ru/umnye-doma-v-mire-i-v-rossii-statistika-i-prognozy/
5. 2018 ИДР Сетевое издание «Деловой еженедельник «Профиль» // 29.10.2018 Александра Кошкина Без хай-тека дом сирота // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://profile.ru/obsch/item/127361-bez-khaj-teka-dom-sirota
6. Все Новостройки, 2011–2019 // Игнат Бушухин Российские «Уумные дома» XXI века // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://vsenovostroyki.ru/articles/844/
7. 1995–2019 ZOOM CNews // «Умный дом» жизнь в ногу со временем // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://zoom.cnews.ru/publication/item/18660
8. 2017 Евразийский Союз Ученых. All Rights Reserved // Современные энергосберегающие технологии Система «Умный дом» // Конференция № 9 // [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://euroasia-science.ru/tehnicheskie-nauki/sovremennye-energosberegayushhie-texnologii-sistema-umnyj-dom/
9. Copyright © 2016–2018 Информационный портал «SMART HOME MARKET» // Управление умным домом — практично, удобно, доступно // [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://smart-home.market/upravlenie-umnym-domom-praktichno-udobno-dostupno-s3084
10. 2019 Международный Центр Науки и Образования // XII Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки» // Тимерханов Р. Р. Дерябин А. И. Концепция «Умного дома» [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://nauchforum.ru/studconf/tech/xii/3560
11. Research and Markets: Global Home Automation and Control Market 2014–2020 — Lighting Control, Security & Access Control, HVAC Control Analysis of the $5.77 Billion Industry [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://web.archive.org/web/20160505124414/https://www.reuters.com/article/research-and-markets-idUSnBw195490a %2B100 %2BBSW20150119
12. 1.5 Million Home Automation Systems Installed in the US This Yearhttps // [Электронный ресурс] — Режим доступа: www.abiresearch.com/press/15-million-home-automation-systems-installed-in-th/
13. Smart Home [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://www.statista.com/outlook/279/109/smart-home/united-states