VET4SBO Level 3 module 1 - unit 1 - 1.0 gr

1. ECVET Training for Operatorsof IoT-enabledSmart Buildings (VET4SBO)
2018-1-RS01-KA202-000411
Επίπεδο: 3
Ενότητα: 1 – Αλληλεξάρτηση των υποσυστημάτων
λειτουργίας κτιρίων
Θέμα: 1.1 - Η κατανόηση της αλληλεξάρτησης
των πηγών δεδομένων

2. Εισαγωγή
• Οι υπηρεσίες που παρέχουν τα κτίρια είναι τα συστήματα που εγκαθίστανται σε κτίρια για να τα κάνουν άνετα,
λειτουργικά, αποτελεσματικά και ασφαλή και περιλαμβάνουν:
– Συστήματα ελέγχου κτιρίων, διανομή ενέργειας.
– Παροχή ενέργειας (αέριο, ηλεκτρική ενέργεια και ανανεώσιμεςπηγές ενέργειας όπως ηλιακή, αιολική,
γεωθερμική και βιομάζα).
– Κυλιόμενες σκάλες και ανελκυστήρες, μηχανική πρόσοψης (όπως απαιτήσειςσκίασης κτιρίων).
– Πυρασφάλεια, ανίχνευση και προστασία, θέρμανση, εξαερισμός και κλιματισμός (HVAC - Heating,
ventilationand air conditioning).
– Δικτύων τεχνολογιών πληροφορίας και επικοινωνιών(ΤΠΕ) (ICT - Information and communications
technology) .
– Φωτισμός (φυσικός και τεχνητός), προστασία από αστραπές.
– Ψυγεία, συστήματα ασφαλείας και συναγερμοί.
– Νερό, αποστράγγιση και υδραυλικές εγκαταστάσεις (συμπεριλαμβανομένων των βιώσιμων αστικών
αποστραγγιστικών συστημάτων ) (sustainableurban drainagesystems - SUDS).
– Υπολογισμοίκαι μείωση εκπομπών άνθρακα.

3. Εισαγωγή
• Οι υπηρεσίες του κτιρίοτ διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στο σχεδιασμό ενός
κτιρίου, όπως είναι τα βάρη, τα μεγέθη και η θέση των μεγάλων εγκαταστάσεων
και εξοπλισμού,η θέση κάθετων κλιμάκων εξυπηρέτησης, οι διαδρομές
διανομής οριζόντιων υπηρεσιών, η αποστράγγιση, οι πηγές ενέργειας, η
βιωσιμότητα, και ούτω καθεξής.
• Αυτό σημαίνει ότι ο σχεδιασμός των υπηρεσιών κτιρίων πρέπει να ενσωματωθεί
στο γενικό σχεδιασμότου κτιρίου από πολύ πρώιμο στάδιο.
• Η ανίχνευση συμπλοκών μεταξύ υπηρεσιών κτιρίων και άλλων δομικών
στοιχείων αποτελεί σημαντική αιτία καθυστερήσεων και παραλλαγών στο χώρο,
όχι μόνο όσον αφορά τις ίδιες τις υπηρεσίες αλλά και την πρόσβαση που
επιτρέπει στους κατασκευαστές να εργάζονται σε σχέση με αυτές τις υπηρεσίες.

4. Σχεδιασμός κτιρίου
• Η χρήση συστημάτων 3D σχεδίασης με υπολογιστή (computer aided
design - CAD) και η μοντελοποίηση πληροφοριών κτιρίων (building
information modelling - BIM) δύναται να βοηθήσει στη μείωση της
εμφάνισης τέτοιων προβλημάτων.
• Οι μηχανικοί που ασχολούνται με αυτές τις υπηρεσίες είναι σημαντικοί
στο σχεδιασμό και την αξιολόγηση της βιώσιμότητας των συστημάτων,
προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι πόροι που καταναλώνονται και
οι επιπτώσεις στο περιβάλλον κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, της
κατασκευής, της λειτουργίας, καθώς και της αποσυναρμολόγησης.

5. Σχεδιασμός κτιρίου
• Η διασφάλιση ότι οι υπηρεσίες κτιρίων πληρούν τα καθορισμένα πρότυπα μπορούν να
περιλαμβάνουν τη χρήση εξελιγμένων εργαλείων προσομοίωσης για την πρόβλεψη της πιθανής
απόδοσης των κτιρίων κατά τα στάδια σχεδιασμού (συμπεριλαμβανομένης της αξιολόγησης και
σύγκρισης των διαφόρων επιλογών) καθώς και της παρακολούθησης των πραγματικών επιδόσεων
κατά τη χρήση.
• Ωστόσο, οι πελάτες (ιδιοκτήτες και μηχανικοί κτιρίων) και οι σχεδιαστές καθίστανται όλο και
περισσότερο ενήμεροι για τη διαφορά μεταξύ της προβλεπόμενης και της πραγματικής απόδοσης
των κτιρίων, καθώς πολλά κτίρια χρησιμοποιούν πολύ περισσότερη ενέργεια από ό,τι αναμενόταν
(έως και 5 φορές περισσότερο, σύμφωνα με το Πρόγραμμα Επιτάχυνσης Χαμηλών Εκπομπών
Διοξειδίου του Άνθρακα και το Πρόγραμμα Χαμηλών Εκπομπών Διοξειδίου του Άνθρακα). (Carbon
Trust‘s Low Carbon Buildings Accelerator and the Low Carbon Buildings Programme)

6. Δεδομένα κτιρίου
• Ο όρος "δεδομένα" αναφέρεται σε διακριτά γεγονότα, όπως αριθμούς. Τα δεδομένα μπορούν
να δομηθούν για να δημιουργήσουνπληροφορίες, οργανωμένεςγια την παραγωγή γνώσεων και
εφαρμοσμένες για να δώσουν τη γνώση, για παράδειγμαεπιτρέποντας τη λήψη αποφάσεων.
Όσον αφορά την ψηφιακή οικονομία, τα δεδομένα περιγράφονται συχνά ως το «νέο
πετρέλαιο».
• Τα δεδομένα μπορούννα μετρηθούν, να συλλεχθούν, να αναλυθούνκαι να αναπαρασταθούν
σε οπτική μορφή με εικόνες, γραφήματακαι άλλα αναλυτικά εργαλεία.
• Τα ακατέργαστα (ή μη επεξεργασμένα) δεδομένα έχουν τη μορφή αριθμών και χαρακτήρωνπου
δεν έχουν «καθαριστεί» / διορθωθεί για την εξάλειψη των εξωγενώνή προφανώνσφαλμάτων
εισαγωγής δεδομένων. Τα δεδομένα πεδίου αναφέρονται σε ακατέργαστα δεδομένα που
συλλέγονται σε μη ελεγχόμενοπεριβάλλον.

7. Δεδομένα κτιρίων
Τα έξυπνα συστήματα υπηρεσιών κτιρίων παράγουν τεράστιες ποσότητες
δεδομένων. Τα δεδομένα ενδέχεται να δημιουργούνται από διαφορετικές πηγές,
συμπεριλαμβανομένων:
• Αξιολόγηση μετά την ολοκλήρωση μιας υπηρεσίας
• Βοηθητικά μέσα, υπηρεσίες κτιρίων, μετρητές, συστήματα διαχείρισης
κτιρίων και ούτω καθεξής
• Συστήματα υποδομής και μεταφορών
• Συστήματα συντήρησης και αντικατάστασης
• Παρακολούθηση του λειτουργικού κόστους
• Συστήματα και εξοπλισμόςΤΠΕ (ICT)

8. Δεδομένα κτιρίων
• Τα δεδομένααπό αυτές τις πηγές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατανόηση της συμπεριφοράς,
την αξιολόγησητων επιδόσεων, τη βελτίωση της ανταγωνιστικότηταςτης αγοράς, την κατανομή πόρων,
κλπ.
• Οι έξυπνες τεχνολογίες επιτρέπουν τη συλλογή, αποθήκευση, ανάλυση και διανομήτεράστιων ποσοτήτων
δεδομένωνή, όπως έχουν γίνει γνωστά, «μεγάλων δεδομένων».
• Το Ινστιτούτο Ανοιχτών Δεδομένων (ΙΑΔ) (Open Data Institute -ODI), ορίζει τα «ανοιχτά δεδομένα»,δηλαδή
τις πληροφορίες που επιτρέπεται σε οποιονδήποτε να χρησιμοποιήσει για οποιονδήποτε σκοπό, χωρίς
κόστος.

9. Δεδομένα κτιρίου
Τυποποίηση των δεδομένων
• Επιπλέον, έγινε εμφανής η ανάγκη για τυποποιημένη μορφοποίηση των
δεδομένων για το υλικό από διαφορετικούς κατασκευαστές ώστε να
επικοινωνούν ψηφιακά μεταξύ τους και με κεντρικά συστήματα ελέγχου.
• Αυτό οδήγησε σε πρωτόκολλα επικοινωνίας, όπως το BACnet και βιομηχανικής
ιδιοκτησίας, όπως το LONWORKS, τα οποία άνοιξαν το δρόμο για μια «plug and
play» ανταλλαγή συστημάτων και εξοπλισμούελέγχου μέσω της δημιουργίας
συστημάτων αυτοματοποίησης (building automation systems - BAS).

10. Εισαγωγή σε μεθόδους και στρατηγικές
βελτιστοποίησης
Ανίχνευση και διάγνωσησφαλμάτων
Βελτιστοποίηση Συστημάτων ΔιαχείρισηςΕνέργειας
(Energy Management Systems - EMS)
Αυτοματοποίηση (BAS)
Επικοινωνία& Συνδεσιμότητα
Σύστημα συνδεσιμότηταςδιαχείρισης κτιρίων
(Building ManagementConnectivitySystem - BMCS)
Πυραμίδα ελέγχου και λειτουργικότητας

11. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Το BACnet είναι ένα πρωτόκολλο επικοινωνίαςγια δίκτυα αυτοματισμού
και ελέγχου κτιρίων(BAC) που αξιοποιούν το πρότυπο πρωτόκολλο
ASHRAE, ANSI και ISO 16484-5.
• Το BACnet σχεδιάστηκεγια να επιτρέπει την επικοινωνίασυστημάτων
αυτοματισμούκαι ελέγχου κτιρίων για εφαρμογές όπως η θέρμανση,ο
εξαερισμός και ο έλεγχος κλιματισμού(heating, ventilating, and air-
conditioning - HVAC), ο έλεγχος φωτισμού, ο έλεγχος πρόσβασης, καθώς
και τα συστήματαπυρανίχνευσηςκαι ο σχετικός εξοπλισμός τους.
http://www.bacnet.org/
en.m.wikipedia.org/wiki/BACnet

12. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
Οφέλη από ένα τυποποιημένο πρωτόκολλο για την επικοινωνία του συστήματος:
• Ενιαίος χώρος εργασίας χειριστή, ενσωμάτωση διαφορετικών συστημάτων, διαλειτουργικότητα (Κοινή χρήση
δεδομένων, διαχείριση συναγερμών και συμβάντων, προσαρμογή, προγραμματισμός, απομακρυσμένες
συσκευές και διαχείριση δικτύου)
Η εφαρμογή του πρωτοκόλλου
BACNET σε έξυπνα κτίρια ανά έτος

13. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Το πρωτόκολλο BACnet, από τη φύση του, παρέχει τοπικό έλεγχο ενός κτιρίου.
• Αυτό εξαφανίζει τις εξαρτήσεις και τους κινδύνους της εξάρτησης από εξωτερικά
δίκτυα και υπηρεσίες για τη διατήρηση ενός άνετου και παραγωγικού
περιβάλλοντος για τους ενοίκους του κτιρίου.
• Για παράδειγμα, αν οι εργαζόμενοι δεν είναι άνετοι, η παραγωγικότητα τους
μειώνεται. Αν οι πελάτες σε ένα κατάστημα λιανικής πώλησης ή υπηρεσιών δεν
είναι άνετοι, πιθανότατα θα πάνε αλλού.
• Η τεχνολογία BACnet και οι καινοτόμοι αλγόριθμοι που οι κατασκευαστές έχουν
αναπτύξει στις συσκευές τους, εξασφαλίζουν την επικοινωνία και τον έλεγχο και
προστατεύουν τη ροή εσόδων για τον ιδιοκτήτη / χειριστή/ ενοικιαστή.

14. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
CEN/TC 247 - Πεδίο εφαρμογής του BACNET
• Τυποποίηση συστημάτων αυτοματισμού κτιρίων, συστημάτων
ελέγχου και διαχείρισης κτιρίων και υπηρεσιών για οικιστικά και
μη οικιστικά κτίρια.
• Αυτά τα πρότυπα περιλαμβάνουν τους ορισμούς, τις απαιτήσεις,
τη λειτουργικότητα και τις μεθόδους δοκιμών προϊόντων
αυτοματισμού κτιρίων και συστημάτων αυτόματου ελέγχου των
κτιριακών εγκαταστάσεων.

15. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
CEN TC 247 πρωτόκολλα και πρότυπα για την ανταλλαγή
δεδομένων:
• Επίπεδο διαχείρισης
– BACnet
• Επίπεδο αυτοματισμού
– BACnet
– WorldFIP, Profibus FMS, EIBnet
• Επίπεδο εφαρμογής υπηρεσιών
– EIB, BatiBUS, EHS, LonTalk

16. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
Κανόνες επικοινωνίας του BACnet :
• Ανάπτυξη μιας τυπικής προβολής δικτύου
• Ανάπτυξη τυποποιημένων μηνυμάτων για τη σύνδεση και τη διαχείριση συσκευών
• Καθορισμένη κωδικοποίηση (πρωτόκολλα και πρότυπα)
• Καθορισμένες ενώσεις σύνδεσης και πρότυπα δικτύωσης

17. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Τα αντικείμενα στο πρωτόκολλο BACNet αντιπροσωπεύουν φυσικές εισόδους, εξόδους και
διαδικασίες λογισμικού.
• Ένα αντικείμενο είναι απλώς μια συλλογή πληροφοριών που σχετίζονται με μια συγκεκριμένη
λειτουργία που μπορεί να αναγνωριστεί και να αποκτήσει μοναδική πρόσβαση σε ένα δίκτυο
με τυποποιημένο τρόπο.
• Τα αντικείμενα μπορεί να αντιπροσωπεύουν μεμονωμένα φυσικά "σημεία" ή λογικές
ομαδοποιήσεις σημείων που εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία. Τα αντικείμενα
ικανοποιούν την απαίτηση σχεδιασμού της παροχής σε κάθε συσκευή μιας κοινής "προβολής
δικτύου".

18. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Όλα τα αντικείμενα BACnet παρέχουν ένα σύνολο ιδιοτήτων που
χρησιμοποιούνται για την λήψη πληροφοριών από το αντικείμενο, ή για την
παροχή πληροφοριών και εντολών σε ένα αντικείμενο.
• Κάθε ιδιότητα ορίζεται από το όνομα και την αξία της, όπως στον
Αντικειμενοστραφή Προγραμματισμό (Object Oriented Programming - OOP)
• Παράδειγμα: Αισθητήρας θερμοκρασίας :
• Ιδιότητες : Current_Temperature,status_flags, High_Limit, Low_Limit

19. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Πρότυπα αντικείμενα BACNet σε συστήματα δικτύου

20. Επικοινωνία και συνδεσιμότητα
• Μια “συσκευή BACnet”(BACnet Device) είναι απλώς μια συλλογή
αντικειμένων που αντιπροσωπεύει τις λειτουργίεςπου πραγματικά
υπάρχουν σε μια δεδομένη πραγματική συσκευή, όπως αισθητήρες
Device
IO AV BI
BO AI AO

21. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών
Στρώμα εφαρμογής (Υπηρεσίες)
• Υπηρεσίες συναγερμού και ενημέρωσης για συμβάντα
• Υπηρεσίες πρόσβασης σε αρχεία
• Υπηρεσίες πρόσβασης σε αντικείμενα
• Απομακρυσμένες υπηρεσίες διαχείρισηςσυσκευών
• Εικονικές υπηρεσίες σταθμού

22. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών
• Τα ονόματα των υπηρεσιών περιγράφουν πολύ καλά τι κάνουν οι υπηρεσίες
• Η υπηρεσία ReadProperty, για παράδειγμα, είναι ένα μήνυμα που περιέχει τα
αναγνωριστικά αντικειμένου και της ιδιότητας του που προσδιορίζουν με μοναδικό τρόπο
την ιδιότητα του αντικειμένου που πρόκειται να διαβαστεί και να σταλεί πίσω.
• Το μήνυμα αποστέλλεται πάντοτε σε συγκεκριμένο παραλήπτη και επιστρέφει, αν όλα
πάνε καλά, την ζητούμενη τιμή σε τυποποιημένη μορφή.

23. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών

24. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών
Οι δύο δρομολογητές (Routers) που
παρουσιάζονται στην εικόνα
υλοποιούν το πρωτόκολλο
στρώματος δικτύου BACnet και
επιτρέπουν σε συσκευές που βρίσκονται
σε διαφορετικά δίκτυα, να επικοινωνούν.
Τα μηνύματα μεταξύ των τοπικών
δικτύων ARCNET και MS / TP
διαβιβάζονται μέσω των δύο
δρομολογητών στο δίκτυο
Ethernet που βρίσκεται ενδιάμεσα.

25. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών
• Τα μηνύματα BACnet μπορούν να ταξιδεύουν μέσω δικτύων που
χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο διαδικτύου (Internet Protocol - IP)
ως πρωτόκολλο δικτύωσης
• Η μεγάλη διάκριση μεταξύ των δύο τρόπων που μπορεί να
λειτουργήσει το BACnet μέσω ενός διαδικτύου IP μπορεί να
συνοψιστεί ως εξής:
– Στη σήραγγαμηνυμάτωνIP, οι συσκευέςBACnet δεν γνωρίζουν ή δεν
χρειάζεταινα γνωρίζουν τίποτα για το IP.
– Στο BACnet / IP, κάθε συσκευήBACnet είναι στην πραγματικότηταένας
πλήρης κόμβος IP, ολοκληρωμένος με τη δική του διεύθυνσηIP και τη
στοίβα υλοποίησης του πρωτοκόλλου IP.

26. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών
• Οι συσκευές BACnet / IP βλέπουν το δίκτυο IP που δημιουργείται σαν να ήταν
τοπικό δίκτυο.
• Η διεύθυνση IP μιας συσκευής (ένας αριθμός 4 bytes όπως 128.253.245.74)
εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό με τη διεύθυνση MAC μιας συσκευής ή τη φυσική
διεύθυνση LAN σε άλλα δίκτυα BACnet (και στις πληροφορίες ελέγχου
πρωτοκόλλου του δικτύου BACnet).
• Για να ελέγξει όλες τις λειτουργίες για τις οποίες είχε σχεδιαστεί να προσφέρει
το BACnet / IP, η επιτροπή που το δημιούργησε κατέληξε στην ιδέα ενός
"BACnet στρώμα εικονικής σύνδεσης" ("BACnet Virtual Link Layer" – BVLL).
• Το BVLL παρέχει ένα σύνολο μηνυμάτων που χρησιμοποιούνται για την
αντιμετώπιση, μεταξύ άλλων, δικτύων IP με συγκεκριμένες ιδιαιτερότητες, όπως
ο τρόπος με τον οποίο χειρίζονται τις εκπομπές μηνυμάτων.

27. Στρώμα εφαρμογής-υπηρεσιών

28. Πηγές

29. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας.
https://pixabay.com/illustrations/thank-you-polaroid-letters-2490552/

30. Αποποίηση ευθύνης
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρόγραμμα VET4SBO, επισκεφτείτε την ιστοσελίδατου έργου στη
διεύθυνση https://smart-building-operator.euή επισκεφτείτε μας στο 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
(Erasmus+ Programme). 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.