VET4SBO Level 1 module 4 - unit 1 - v1.0 gr

1. ECVET Training for Operatorsof IoT-enabledSmart Buildings (VET4SBO)
2018-1-RS01-KA202-000411
Επίπεδο 1
Ενότητα 4: Βασικά στοιχεία για τη λειτουργία έξυπνων κτιρίων
που χρησιμοποιούν IoT για τη βελτίωση της ευελιξίας και της
ευφυΐας τους σχετικά με την ικανοποίηση της άνεσης των
ενοίκων ή/και της ενεργειακής απόδοσης
Μονάδα 4.1: Εισαγωγή στην έννοια των έξυπνων κτιρίων
(συμπεριλαμβανομένων ορισμών, ένταξης του IoT, κλπ.)

2. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

3. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

4. Εισαγωγή
– Το 41% της πρωτογενούςενέργειαςτων ΗΠΑ καταναλώνεται από τον τομέατων κτιρίων
– 30% από τον βιομηχανικό τομέα
– 29% από τον τομέα των μεταφορών
Πηγή: 2011 Buildings Energy Data Book, Prepared for the Buildings Technologies Program Energy
Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy

5. Εισαγωγή
Πηγή: 2011 Buildings Energy Data Book, Prepared for the Buildings Technologies Program Energy
Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy

6. Εισαγωγή
• Η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας στις ΗΠΑ αυξήθηκε κατά
48% μεταξύ του 1980 και του 2009
Πηγή: 2011 Buildings Energy Data Book, Prepared for the Buildings Technologies Program Energy
Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy

7. Εισαγωγή
Τα κτίρια αποτελούνται από διάφορα συστήματα που είναι:
• περίπλοκα
• αλληλοσυνδεμένα (αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους)
• αποτελούμενα από διάφορα στοιχεία, όπως:
– Σύστημα HVAC (βαλβίδες, ανεμιστήρες, πηνία, φίλτρα, δεξαμενή αποθήκευσης, αντλίες
θερμότητας, ψύκτες, κλπ.)
– Σύστημα φωτισμού (εσωτερικοί/εξωτερικοί φανοί, φωτιστικά γραφείου, διακόπτες,
κουρτίνες, κλπ.)
– Σύστημα ασφαλείας (safety) (αισθητήρες καπνού/αερίου, ψεκαστήρες, σωλήνεςνερού,
αντλίες, φωτισμός έκτακτης ανάγκης, κλπ.)
– Σύστημα ασφαλείας (security) (κάμερες, είσοδος πόρτας, είσοδος/έξοδος, κλπ.)

8. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

9. Έξυπνα Κτίρια
Ένα έξυπνο κτίριο είναι
οποιαδήποτε δομή κτιρίου που:
– Χρησιμοποιεί αυτοματοποιημένες
διαδικασίες (συνδυάζει δεδομένα
και πληροφορίες κατά τρόπο μη
τετριμμένο)
– Αξιολογεί αυτόματατην
κατάσταση και ελέγχει τις
λειτουργίες του κτιρίου
Πηγή: http://blueapp.io/blog/why-iot-is-the-best-solution-to-
reduce-cost-in-smart-buildings/

10. Έξυπνα κτίρια - Βελτιστοποίηση της χρήσης ενέργειας
https://aceee.org/blog/2019/02/emerging-opportunities-help

11. Έξυπνα Κτίρια

12. BMS/BAS
Ένα σύστημα διαχείρισης κτιρίων (BMS), γνωστό και
ως σύστημα αυτοματισμού κτιρίων (BAS), είναι ένα ηλεκτρονικό σύστημα
ελέγχου, εγκατεστημένο σε κτίρια για έλεγχο και παρακολούθηση του μηχανικού και
ηλεκτρικού εξοπλισμούτου κτιρίου, όπως του αερισμού, του φωτισμού, των
συστημάτων ισχύος, των πυροσβεστικών συστημάτων και των συστημάτων
ασφαλείας.
•Πρωτόκολλα επικοινωνίας αυτοματισμού κτιρίων (https://blog.se.com/wp-
content/uploads/2015/11/SE-Protocols-Guide_A4_v21.pdf)
– Πρωτόκολλα ενσύρματης επικοινωνίας (BACnet, LonWorks, KNX, DALI, Clipbus
Clipbus, Modbus, M-Bus, OPC, Web Services)
– Πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας (EnOcean, ZigBee, Zwave, Wifi-enable)

13. Πρωτόκολλα Επικοινωνίας:
Αυτοματοποίηση Κτιρίων vs Σπιτιών
Bonino, D.; Corno, F.; De Russis, L. A Semantics-Rich Information Technology Architecture for
Smart Buildings. Buildings 2014, 4, 880-910

14. Έξυπνα Κτίρια
Η ιστορία του Πύργου της Βαβέλ εξηγεί την
προέλευση της πληθώρας των γλωσσών.
• Ο Θεός ανησυχούσε ότι οι άνθρωποι
βλασφημούσαν κατά την οικοδόμηση του
πύργου (για αποφυγή μιας δεύτερης πλημμύρας
ή για να φτάσει στους ουρανούς), έτσι ο Θεός
δημιούργησε πολλές γλώσσες.
• Έτσι, οι άνθρωποι χωρίστηκαν σε γλωσσικές
ομάδες. Δεν ήταν δυνατή η επικοινωνία και το
έργο απέτυχε.
Jaimie Giarrusso | 20 Νοεμβρίου 2015
Link: https://blog.se.com/building-management/2015/11/20/finally-simple-guide-understanding-open-protocols/
Ο Πύργος της Βαβέλ

15. Έξυπνα Κτίρια
• Η αυτοματοποίηση των κτιρίων σήμερα μοιάζει πολύ με την ιστορία του "Πύργου
της Βαβέλ".
• "Τα σημερινά BMS και BAS βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε κανόνες και
έχουν περιορισμένη εξωτερική πρόσβαση." - Marc Pawliger, Google, 2019
• "Η ενεργοποίηση του Διαδικτύου των Πραγμάτων για Κτίρια (BIoT) επιτρέπει να
αναλύσετε το περιβάλλον σας και να κάνετε προσαρμογές σε πραγματικό χρόνο για
να βελτιώσετε την αποδοτικότητα και την παραγωγικότητα. Ορισμένοι ιδιοκτήτες
και διαχειριστές κτιρίων μπορούν να απογοητευτούναπό την έλλειψη
λειτουργικότηταςκαι ολοκλήρωσης μεταξύ εργαλείων διαχείρισης υποδομών και
σύγχρονων συστημάτων πληροφορικής."- Anixter Inc. © 2019 All Rights Reserved

16. Διαδικασίες έξυπνων κτιρίων
Οι αυτοματοποιημένες διαδικασίες των έξυπνων κτιρίων περιλαμβάνουν:
• Αισθητήρες (θερμοκρασία, CO2, πληρότητα, φυσικό αέριο, φωτεινότητα, καπνός)
Nest, Aensibo, Aquara, κλπ.
• Εγκατάσταση δικτύου
• Λύση δεδομένων που βασίζεται στο cloud
• Λογισμικό (διαχείριση ενέργειας, παρακολούθηση βίντεο, έλεγχος HVAC)

17. Παράδειγμα συμβατικής τοπολογίας BMS

18. Παράδειγμα τοπολογίας BMS με δυνατότητες
ΙοΤ

19. Παράδειγμα: Λύση της Intel για διαχείρισης
ενέργειας με δυνατότητες IoT
Πηγή: https://software.intel.com/en-us/articles/save-on-energy-and-streamline-operations-
with-incenergy-and-intel

20. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

21. Ενεργοποιητές IoT :
διακόπτες, φώτα, βύσματα, μηχανοκίνητες βαλβίδες, αντλίες, ανεμιστήρες,
ψεκαστήρες
Αισθητήρες IoT :
Θερμοστάτες (θερμοκρασία & υγρασία), αισθητήρες κίνησης, αισθητήρες
ποιότητας αέρα, μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας, κάμερες, αισθητήρες
φωτεινότητας, smartphones, φορητές συσκευές, παρακολούθηση ψύξης
IoT ως συστατικά στοιχεία
Πύλες
(Gateways)

22. Στοιχεία/Εξαρτήματα του IoT
https://urbanise.com/iot-sensors/

23. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

24. Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
Οι διαχειριστές κτιρίων έχουν δυνατότητα
• να αναλύσουν την κατανάλωση ενέργειας
• να ορίζουν ειδοποιήσεις
• να αξιολογούν προβληματικές περιοχές ή εξοπλισμό
• να διαχειριστούν τον φωτισμό και τα χρονοδιαγράμματα του HVAC
• για συστήματα παρακολούθησης
σε πραγματικό χρόνο, χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή κινητού ή ένα
πρόγραμμα πλοήγησης στο διαδίκτυο

25. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

26. Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα
Κτίρια
• Έλεγχος φωτισμού
SENSE OCCUPANCYTURN ON

27. Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα
Κτίρια
• Ενεργειακή απόδοση
SENSE NO OCCUPANCYTURN OFF
Έκθεση χρήσης ενέργειας

28. Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα
Κτίρια
• Ενεργειακή απόδοση
SENCE OCCUPANCY
TURN ON
Έκθεση χρήσης ενέργειας
RECEIVE REPORT
ENERGYUSAGE
MOBILE SENSOR

29. https://sensibo.com/

30. Google Home Nest

31. https://xiaomi-mi.com/search/?q=aqara

32. Περίγραμμα
• Εισαγωγή
• Ορισμός της έννοιας του "έξυπνου κτιρίου"
• Τα στοιχεία/εξαρτήματα του IoT
• Οι τεχνολογίες του IoT στα έξυπνα κτίρια
• Παραδείγματα εφαρμογών συσκευών IoT σε Έξυπνα Κτίρια
• Τα οφέλη του ΙοΤ και το μέλλον

33. Πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα της διαμόρφωσης
κτιρίων με χρήση ΙοΤ
• Πλεονεκτήματα:
– Σύνδεση χαμηλής κατανάλωσηςενέργειας
– ΔυνατότητεςPlug-and-play (εύκολη εγκατάστασηκαι χρήση νέων
συσκευών)
– Απομακρυσμένηδιαχείρισηκαι έλεγχος
– Εύκολη αυτοματοποίησηδιαδικασιών
– Προσβασιμότηταδεδομένων
• Μειονεκτήματα:
– Περιορισμοί ισχύος/τάσης (αντικατάστασημπαταριών)

34. https://micromechtronic.com/iot-effect/

35. Ανάπτυξη του IoT
• "Μέχρι το 2020, ένα στα πέντε κτίρια θα είναι έξυπνο κτίριο,
υποστηρίζοντας 50 δισ. συνδεδεμένες συσκευές, με το
λογισμικό και τις υπηρεσίες που βασίζονται στο cloud
να αυξάνονται με ρυθμό 33% "
Πηγή: Memoori, Big Datafor Smart Buildings:Market Prospects 2015 to 2020

36. Έξυπνα Κτίρια
Η «εξυπνάδα» στον αυτοματισμόκτιρίων προκύπτει από την
•Συνδεσιμότητα συστημάτων
•Διαλειτουργικότητα συστημάτων
•Παρακολούθηση,έλεγχο και βελτιστοποίηση συστημάτων για βελτίωσητης:
– Ενεργειακής απόδοσης (έλεγχος HVAC, έλεγχος φωτισμού, κλπ.)
– Άνεσης και παραγωγικότητας (ποιότητα εσωτερικού αέρα)
– Διαγνωστικότητας και ευρωστίας (ειδοποιήσεις σφαλμάτων, κλπ.)
– Ασφάλειας (safety and security) (συναγερμοί σε περίπτωση πυρκαγιάς ή
μόλυνσης, κλπ.)
– Ευχρηστία (φιλική προς το χρήστη Διεπαφή Ανθρώπου-Μηχανής, κλπ.)

37. Πώς κατανοούμε τα δεδομένα;
• Ετερογένεια συσκευών και συστημάτων
– Αισθητήρεςμέτρησης διαφόρων ποσοτήτων σε διαφορετικέςμονάδες
• Διασπορά των δεδομένων σε διάφορες βάσεις δεδομένων
– Χρονοσειρές κάθε 5 δευτερόλεπτα, 1 λεπτό, 5 λεπτά....
• Ανάγκη για συσχέτιση δεδομένων μεταξύ βάσεων δεδομένων
• Παράδοση δεδομένων σε διάφορες εφαρμογές και πρόσωπα
(διαχειριστή, ασφαλιστικές εταιρείες, κλπ.)
-Charbel Kaed, Google, 2019

38. Σημειολογία των δεδομένων ΙοΤ των κτιρίων
• Το Haystackείναι μια πρωτοβουλία ανοιχτού κώδικα για τον ορθολογισμό
της εργασίαςμε δεδομένα από το Διαδίκτυοτων Πραγμάτων.
• Τυποποιήστε μοντέλα σημασιολογικώνδεδομένων και υπηρεσίες ιστού με
στόχο να διευκολύνετετην απελευθέρωσητης αξίας από τη μεγάλη
ποσότητα δεδομένων που παράγονταιαπό τις έξυπνες συσκευέςπου
διαπερνούν τα σπίτια, τα κτίρια, τα εργοστάσιακαι τις πόλεις.

39. Οντολογίες για δεδομένα ΙοΤ
• Το DogOnt παρέχει λειτουργικότητα και
κατάσταση αυτόματης συμπλήρωσης και
υποστηρίζει την εξέλιξη
του μοντέλου μέσω συλλογικής αιτιολογίας. Η
μοντελοποίηση γίνεται σε επίπεδο
λεπτομέρειας που αντικατοπτρίζει τις
πραγματικές ανάγκες της διαλειτουργικότητας
μεταξύ πραγματικών οικιστικών συστημάτων
και υποστηρίζει την ανάπτυξη Ευφυών
Οικιστικών Περιβαλλόντων
Bonino, D.; Corno, F.; De Russis, L. A Semantics-Rich Information Technology
Architecture for Smart Buildings. Buildings 2014, 4, 880-910

40. Οντολογίες για δεδομένα ΙοΤ
• Το Brick είναι μια προσπάθεια ανοικτής-πηγής (open source) για την τυποποίηση
των σημασιολογικών περιγραφών των φυσικών, λογικών και εικονικών
περιουσιακών στοιχείων των κτιρίων και των σχέσεων μεταξύ τους. Το Brick
αποτελείται από ένα εκτεταμένολεξικό όρων και εννοιών μέσα και γύρω από τα
κτίρια, ένα σύνολο σχέσεων για τη σύνδεση και τη σύνθεση εννοιών μαζί με
ένα ευέλικτομοντέλο δεδομένων που επιτρέπει την απρόσκοπτη ενσωμάτωση του
Brick με τα υπάρχοντα εργαλεία και βάσεις δεδομένων.

42. Πηγές
• https://youtu.be/Zz6jkLYkzSQ
• https://www.youtube.com/watch?v=Pxj9fYgcwV0

43. Αποποίηση Ευθύνης
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρόγραμμα VET4SBO, επισκεφθείτετην ιστοσελίδα του έργου στη
διεύθυνση https://smart-building-operator.euή επισκεφθείτε μας στη διεύθυνση
https://www.facebook.com/Vet4sbo .
Κατεβάστε την εφαρμογή για φορητές συσκευές στη διεύθυνση:
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vet4sbo.mobile .
Το έργο αυτό (2018-1-RS01-KA202-000411) χρηματοδοτείταιμε την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής
(Πρόγραμμα Erasmus+). Η δημοσίευσηαυτή αντικατοπτρίζει μόνο τις απόψεις του δημιουργού και η Επιτροπή δεν
μπορεί να θεωρηθεί υπεύθυνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτήν.