UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI DIN BACU

FACULTATEA DE TIINESPECIALIZAREA MODELE MATEMATICE I SISTEME INFORMATICE PENTRU DOMENIUL FINANCIAR-BANCAR

LUCRARE DE DISERTAIE

Coordonator tiinific: Conf. Dr. Elena Nechita Titlul academic Absolvent: Biro Corneliu Bacu 2011

UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI DIN BACU

FACULTATEA DE TIINESPECIALIZAREA MODELE MATEMATICE I SISTEME INFORMATICE PENTRU DOMENIUL FINANCIAR-BANCAR

Sistem informatic aplicat blah blah blah.....

Coordonator tiinific: Conf. Dr. Elena Nechita Titlul academic Absolvent: Biro Corneliu

Bacu 2011

Cuprins

1.Noiuni generale privind conceptul casei inteligente.........................................6 1.1.Standardul industral X10 - Scurta prezentare................................................7 1.1.1.Funciile sistemului:.................................................................................8 1.1.2.Dispozitive de control pentru interior:....................................................10 1.1.3.Active Home Pro (AHP):..........................................................................10 1.1.4.Avantajele sistemului X10:.....................................................................10 1.1.5.Unitatea central CM 15 Pro...................................................................14 1.2.Building Management Sistem. Definiie........................................................15 1.2.1. Structura sistemului BMS......................................................................15 1.2.2.Elemente de baz ale unui BMS.............................................................18 1.2.3.Funciile sistemului BMS.........................................................................19 1.2.4.Obiectivele sistemului BMS....................................................................20 1.2.5.Avantajele sistemului BMS.....................................................................20 1.2.6.Tipuri de sisteme BMS............................................................................21 1.2.7.Concluzii.................................................................................................21 2.Conceptul de cldire ecologic........................................................................23 2.1.Eficiena energetic.....................................................................................24 1.3.Calitatea mediului interior............................................................................25 1.4.Strategii i mijloace de realizare a mediului interior sntos i confortabil cu consumuri reduse de energie.............................................................................27 1.5. Evaluare/optimizare a cldirilor n faza de proiectare.................................29 2.2.1.Controlul polurii....................................................................................30 2.2.2.Aspectul ergonomic................................................................................32 3.Sistemul proiectat..............................................................................................36

1.6. Structura hardware a sistemului.................................................................37 3.2.1.Interfata CM 15 Pro................................................................................38 3.2.2. AW12.....................................................................................................38 3.2.3.TDXE 4401.............................................................................................39 3.2.4.TDXE 4202.............................................................................................39 3.2.5.KR22E.....................................................................................................40 3.2.6.MS13E....................................................................................................41 1.7.Softul sistemului...........................................................................................41 3.2.7.Active Home Pro ...................................................................................42 3.2.8.BVC........................................................................................................46 1.8.Functiile proiectului......................................................................................47 4.Dezvoltarea ulterioar a proiectului...................................................................49

Cuprins de FiguriFigura 1: prezentare X10.........................................................................................8 Figura 2: Topologia unui sistem similar...................................................................9 Figura 3: unitatea central a sistemului X10.........................................................15 Figura 4: BMS - structura sistemului......................................................................16 Figura 5: Structura de principiu a legturii dintre BMS si sistemele monitorizate. 17 Figura 6: Structura uzual a unui sistem BMS.......................................................18 Figura 7: Sistem anidolic de direcionare controlat a luminii....29 Figura 8: Posibiliti de adaptare...........................................................................37 Figura 9: Sistemul proiectat structura hardware.................................................37

1. Noiuni generale privind conceptul casei inteligenteConceptul de Cas inteligent este ntr-o continu dezvoltare n Romnia i reprezint obiect de analize i cercetri minuioase pentru foarte multe domenii de activitate. Dei au nceput s-i fac apariia la noi doar de civa ani, o astfel de cldire se impune deja ca o necesitate, nu ca un lux. Este obligatoriu ca un edificiu ce se dorete a deveni Cldire Inteligent s fie privit ca un organism viu, dotat cu tehnologie de lucru ce necesit observarea, urmrirea i controlul. Astfel o cldire poate fi nu numai frumoas, rezistent sau spaioas ci i funcional, sigur i rentabil. Casa inteligent ne ofer posibilitatea reducerii drastice a consumului de energie fr a afecta confortul dat de cele mai moderne echipamente i instalaii. Totul este posibil prin automatizare, prin pre-programarea funciilor cldirii i a spatiilor adiacente. Tehnologiile moderne evolueaz, de cele mai multe ori, inspirate i n oglind cu modul de funcionare al omului i societii. Dac pentru om, deprinderile i automatismele (de ex. cele implicate n mers sau conducerea autovehiculelor) nseamn n plan energetic economie i randament, acelai lucru se poate spune i despre Casa inteligent, faptul c economisete att resursele casei - electricitate, gaz - ct i pe ale noastre. Vom avea de ndeplinit mai puine ritualuri zilnice pentru c ele vor fi executate, conform dorinei noastre, de ctre Casa inteligent. Pentru c fiecare component a sistemului este microprocesat, acest fapt permite funcionarea att local ct i sincronizat cu ntregul sistem. Afectarea, prin uzur fizic, a parametrilor funcionali ai unui element al sistemului nu perturb funcionarea ansamblului. ntr-o cldire tradiional, sistemele individuale sunt controlate independent, iar parametrii lor nu se afecteaz reciproc. O cldire poate fi numit inteligent atunci cnd controlul sistemelor sale este integrat, iar deciziile sunt luate pe baza datelor agregate. De fapt, nu cldirea este inteligent, ci felul n care sunt controlate sistemele ei. Cldirea inteligent nu este numai un stadiu avansat al spaiului de munc sau servicii dotat cu tehnologii de ultim or n arhitectur, automatizare, sisteme de securitate i siguran, informatic, comunicaii i sisteme integrate, ci trebuie s fie o cldire care s se poat adapta

nevoilor locatarilor. Abordarea unei cldiri inteligente a ajuns la nivelul de abordare sistematic, integrare i interoperabilitate. Se integreaz conceptul de optimizare a consumurilor energetice cu siguran, securitate, confortul i comunicaiile. n continuare voi prezenta cteva tipuri de topologii de case inteligente.

1.1. Standardul industral X10 - Scurta prezentare

Sistemul de instalaii electrice inteligente X10 coordoneaz funciile casei, pornind de la reglarea nclzirii i a aerului condiionat, controlul luminilor, nchiderea i deschiderea automat a uilor i jaluzelelor pn la activarea sistemului de securitate a proprietii. Acesta are capacitatea de a recunoate modificrile aprute n sistem fa de strile programate i s informeze proprietarul despre acestea prin intermediul telefonului mobil, PDA sau Internet, exact la timp. X10 este proiectat pentru utilizarea n instalaii electrice mici, dar se pot gsi soluii pentru realizarea controlului cldirilor mari care implic automatizri complexe. Poate fi folosit att pentru case, apartamente, sedii de firm sau birouri de vnzri, ct i pentru cldiri mari i complexe sau spaii industriale. X10 este un standard industral internaional pentru comunicarea ntre dispozitivele electronice folosite pentru automatizarea caselor. Standardul se folosete n principal de liniile de tensiune din cas pentru a transmite semnale(de stare) i control, informaia digital fiind transmis prin scurte devieri de frecven ale curentului. De asemenea, X10 este definit ca fiind i un protocol de transport radio. Standardul X10 a fost conceput in 1975 n Scoia, pentru a permite controlul telecomandat al aparaturii i dispozitivelor din cas. Dei de atunci au aparut multe alte standarde, care au o laime de banda mult mai mare deci un timp de rspuns mai bun, X10 rmne lider pe piaa internaional deoarece este simplu de utilizat, uor de extins, ieftin i disponibilitate mare tocmai datorit cererii ridicate(exist milioane de uniti vndute).

Figura 1: prezentare X10

1.1.1. Funciile sistemului: Acces de la distan prin Internet, PDA sau mesaje TEXT SMS Reglarea cldurii i aerului condiionat. Se pot controla individual circuitele de cldur din fiecare camer a unei case. Reglarea temperaturii se poate face n funcie de temperatura exterioar. Controlul porilor i jaluzelelor exterioare. Ui de garaj, pori rabatabile, nvelitori pentru piscine. Sistem de securitate. Monitorizeaz senzorii de micare, senzorii de efracie. Previne declanarea i propagarea incendiilor prin intermediul senzorilor de gaz i fum. Simularea prezenei. Controlul automat al jaluzelelor n funcie de ora programat, aprinderea i stingerea secvenial a luminilor n toate camerele. Controlul luminii. Senzorii de iluminat n funcie de lumina mediului ambiant, detectarea micrii n camere sau dup un program orar prestabilit. Control centralizat. Al corpurilor de iluminat din sistem, aparaturii de uz casnic, nchiderea circuitelor de alimentare a prizelor prin comutarea unui simplu ntreruptor.

Controlul aparaturii. Proprietarul (utilizatorul) casei poate controla orice aparat din cas conectat la sistemul X10 n parametrii prestabilii.

Figura 2: Topologia unui sistem similar

1.1.2. Dispozitive de control pentru interior: ntreruptoare electronice; Controller pentru sistemul WIRELESS (fr fire) pentru control prin semnal RF (radio - frecven); Regulator de temperatur pentru fiecare camer pentru nclzire i aerul condiionat; Telecomand universal (IR) controller; Tastatur pentru control integrat n sistemul de securitate; Touch screen panel (ecran de comand sensibil la atingere) pentru controlul complet al ntregului sistem prin programul AHP, Active Home Pro.

1.1.3. Active Home Pro (AHP):Este un program care ofer informaii i control asupra ntregii aparaturi conectate la sistem. AHP permite atribuirea i definirea de funcii diverse unitii centrale. Permite stabilirea modurilor de nclzire sau controlului aparaturii n funcie de timpul real, temperatur sau ali parametrii.

1.1.4. Avantajele sistemului X10:X10 este un sistem de instalaii electrice avnd la baz tocmai reeaua de instalaii electrice care va putea avea grij de cas chiar atunci cnd nu suntei acas.1.1.4.1.

Avantajele sistemului X10 oferite utilizatorului fa de instalaiile electrice clasice:

Confort: funcia dimming (variaia gradual a intensitii luminii; spre minim/spre maxim) control printr-o simpl atingere a ecranului de comand (touch screen), informaii complete despre sistem control prin telecomand (ex: telecomanda dvs. TV) control prin voce reglarea temperaturii n conformitate cu un programprestabilit control separat n fiecare camer posibilitate de control prin telefonul mobil, calculator i Internet

Automatizare: funciile sunt executate automat innd cont de valorile setate (timp, temperatur, intensitatea luminii, micarea persoanelor, viteza vntului) este posibil executarea ctorva funcii pe baza unei comenzi sau a unui eveniment (ex. cnd se ntunec X10 coboar jaluzelele, aprinde lumina, crete temperatura n camer, pornete televizorul, i multe altele) funciile sosire/plecare: dup ce codul de securitate a fost introdus de la tastatur sistemul comand automat aparatura din cas n funcie de setrile programate pentru utilizatorul respectiv

Informaie: sistemul v informeaz despre evenimentele produse, prin intermediul mesajelor text SMS. oriunde v gsii i avei conexiune la INTERNET, putei s v conectai la casa dumneavoastr i s verificai sau s schimbai funciile sistemului. sistemul de securitate poate fi conectat la o firm de paz.

Securitate: alarm cu funcii suplimentare; sistemul este echipat cu o tastatur care poate fi controlat prin cod sau cartel de acces setrile i accesul sunt restricionate de introducerea unor parole pentru diferite nivele de securitate protecia casei n caz de vreme rea (nchiderea jaluzelelor n caz de vnt puternic sau furtun), evenimente nedorite (cderi de tensiune, suprasarcini), calamiti naturale (senzor de inundaie, senzori de fum). bio - instalaie: ntreruperea circuitelor electrice neutilizate (ex: circuitele de prize pe timpul nopii). reglarea condiiilor perfecte pentru somnul linitit al copiilor dumneavoastr, stingerea treptat a luminilor, temperatur adecvat, monitorizarea micrii serviciu de bon.

alimentarea senzorilor se realizeaz la tensiuni mici 3-24 Vcc, evitndu-se astfel riscul curentrii la contactul cu acetia

Economie: reglarea nclzirii/ rcirii conectarea/ deconectarea circuitelor n funcie de timpul real sau a unor limite de timp fixate reglarea intensitii corpurilor de iluminat (economie de energie de pn la 10%) comutare condiionat de anumii factori (ex. Cnd se nnopteaz se regleaz temperatura ntr-un anumit mod) blocarea circuitelor de alimentare a aparaturii electrocasnice n caz c a fost depit cantitatea de energie electric estimat de ctre dumneavoastr pentru consumul din luna respectiv oprirea aparatelor a crei funcionare este inutil la un moment dat (ex: n locurile n care nu este detectat micare lumina este oprit).

Design: design modern al ntreruptoarelor de perete, prize, termostate, senzori pentru comand vocal toate cu acelai design elegant posibilitatea combinaiilor de culori i diferite moduri de dispunere n funcie de ramele alese touch-screen (ecran de comand controlabil prin contact tactil), pentru o uoar modificare a funciilor

Timpul de instalare: destul de mic, sub 5 minute/unitate unitile sunt instalate, programarea lor putnd fi fcut mult mai trziu

Flexibil la schimbri i extensii: posibilitatea ulterioar de a aduga sau schimba modulele de intrare sau de ieire funciile pot fi schimbate de la calculator sau de distan prin intermediul internetului

Elemente care confer avantaje persoanelor cu dizabiliti fizice:

control de la distan prin voce i telecomand mesaje sonore pentru orbi mai multe aciuni pot fi realizate printr-o singur comand control prin intermediul calculatorului printr-un singur click de mouse

Social: mbuntirea poziiei sociale vei proteja mediul i vei face economii valoarea casei dumneavoastr va crete = cu investiia fcut

1.1.4.2. Avantajele sistemului X10 pentru electricieni comparativ cu instalaiile clasice: Nu este necesar cunoaterea schemei electrice sau a funciilor instalaiei

toate unitile sunt conectate la reeaua electric n orice loc, chiar i n cazul caselor care au curent tri-fazat funciile unitilor vor fi programate prin calculator

Economie de timp i bani la instalare:

nu este necesar instalarea cablurilor de comand pentru fiecare senzor sau actuator eliminarea greelilor de instalare (poziionare greit, lips cablu)

Flexibilitate:

unitile de suplimentare pot fi adugate oricnd fr a fi nevoie de decupri sau demontri n perei unitile iniiale pot fi schimbate cu altele (cu o sarcin mai mare la comutaie sau un numr mai mare de intrri/ieiri) funciile unitilor pot fi modificate uor prin intermediul programului (sau de la distan prin internet).

Mentenan: electricianul poate controla sistemul de la distan prin Internet - acces foarte uor identificarea erorilor i modificarea funciilor pot fi fcute de la distan

1.1.5. Unitatea central CM 15 ProUnitatea central este inima ntregului sistem X10 Aceast unitate este mediatorul intre interfaa software pentru utilizator i ceilali senzori i actuatori conectai la sistemul X10. Configurarea unitii centrale i a ntregului sistem este realizat prin interfaa USB, prin soft-urile de configurare Active Home Pro, care sunt realizate pentru a funciona in sistemul de operare MS Windows. Portul USB este plasat pe partea superioara a unitii. Se pot conecta pan la 256 de module, module impartite pe coduri pentru a usura timpii de raspuns. CM 15 Pro poate fi controlat i configurat prin Internet (n cazul n care unitatea este conectat la Internet printr-un router cu port USB). Se poate asigura controlul sistemului prin computer, PDA sau alt echipament. Prin utilizarea submeniului Macros sau Timers in sistemul X10, exist posibiliti multiple de programare a funciilor. Este posibil s se defineasc orice comand pentru fiecare aciune; n situaiile in care unitatea CM 15 Pro este nealimentat toate informaiile curente i timpul real sunt stocate pentru cel puin 72 de ore cu ajutorul unei baterii de 9Vcc. Este posibil deasemenea s se sincronizeze timpul intern i data prin serverul NTP de pe Internet, de asemenea, n cazul n care nu exist un senzor meteo dedicat, CM 15 Pro are integrat Dawn/Dusk Resolution ceea ce nseamn c preia ora, se introduce localitatea(coordonatele) unde este montat i tie automat cnd rsare soarele i cnd apune, cu aproximatie de maxim 5 minute.

Figura 3: unitatea central a sistemului X10

1.2. Building Management Sistem. Definiie.O cldire va fi considerata inteligent dac posed un BMS Building Management System sau Sistem Manageriat Integrat. Conceptul actual de cldire inteligent este rezultatul unei evoluii continue n sensul realizrii unor obiective cum ar fi: o mai mare sigurana, posibilitatea de a tri mai confortabil i de a nlocui activitatea umana cu cea a sistemelor automatizate. Conceptul de sistem de management al unei cldiri inteligente se bazeaz n mod esenial pe un schimb rapid i eficient de semnale ntre diferitele componente i dispozitive implicate. Un BMS reprezint un sistem integrat cu o infrastructur informaionala i comunicaionala capabil s preia n timp ntregul flux de documente interne, procesri i gestionari de date specifice compartimentelor, controlul i atestarea calitii produselor i/sau serviciilor, problematica riscurilor, strategii de funcionare, supraveghere, precum i controlul asupra consumurilor n cldirea pentru care a fost proiectat.

1.2.1. Structura sistemului BMSStructura unui sistem BMS este distribuit i ierarhizat i asigur gestiunea tehnic a cldirii.

Sistemele BMS pot fi mprite n doua versiuni. Una reprezint versiunea cnd se utilizeaz ca unitate central, un dispozitiv special care nu este conectat la un PC. Aceasta variant este una cu mai puine funcii. Permite de obicei reglaj, programare ore de funcionare, vizualizare temperaturi, umiditi actuale, chiar consum i eventual dispune de un dispozitiv de ieire erori pentru semnalizare. Din cauza aceasta varianta prezint unele dificulti la utilizare, este o versiune mai puin utilizat. Cea de-a doua versiune este controlul cu ajutorul unui PC, care desigur este pe post de server i de obicei din acest motiv toate softurile de BMS se implementeaz pe standardul Windows NT sau Linux. n figur sunt prezentate sistemele pe care sistemul BMS Ie monitorizeaz i comand n mod uzual ntr-o cldire inteligent. Evident numrul acestor sisteme nu este restrictiv. Orice sistem ce asigur un serviciu n cldire va trebui s aib capacitatea de monitorizare i comand prin BMS.

Figura 4: BMS - structura sistemului

Sistemele care nu sunt cuprinse n figur i care trebuie s existe n dotarea oricrei cldiri inteligente sunt: subsistem detecie i semnalizare inundaii; subsistem detecie noxe i/sau gaze cu pericol de explozie; subsistem intervenie (oprire parial sau total proces tehnologic, intervenie uman, etc.).

Structura acestor sisteme este ierarhic, organizat pe trei nivele i anume: Nivelul 1 al aparaturii de detecie evenimente deosebite i msura (tentative de efracie, nceputuri de incendiu, consum de energie electric, intensitate luminoas, etc.); Nivelul 2 al aparaturii de prelucrare i semnalizare; Nivelul 3 al Dispecerului BMS, la care sunt cuplate echipamentele de pe nivelul 2 (prin magistral sau direct).

Figura 5: Structura de principiu a legturii dintre BMS si sistemele monitorizate

1.2.2. Elemente de baz ale unui BMSMagistrala tipizat de comunicaie ntre echipamentele de achiziie, prelucrare i comand (de asemenea specifice magistralei tipizate) distribuite n interiorul cldirii "inteligente". Exemple de astfel de magistrale sunt: EIB, LonWorks, RS 485, etc. Calculator dispecer BMS dotat cu software de achiziie, prelucrare i comand specific BMS.

Figura 6: Structura uzual a unui sistem BMS

1.2.3. Funciile sistemului BMSFunciile sistemului BMS sunt: Achiziie i afiare permanent a informaiilor oferite de aparatura local prin intermediul echipamentelor de semnalizare i dispecerizare locale; Memorarea evenimentelor i activiti operator uman; Rapoarte informaii, automat la eveniment sau la cerere; Afiare scheme sinoptice coninnd traseele optime pentru intervenii la locul apariiei evenimentului; Afiare ghid operator pentru asistena dispecerului uman n luarea deciziilor sale; Optimizare consumuri de utiliti (energie electric, energie termic, gaz combustibil, etc.) Testare i autotestare hardware i software. Prelund informaiile de la subsistemele componente, BMS realizeaz urmtoarele funcii: vizualizarea strii momentane a oricrui subsistem (organizare pe criterii tehnologice sau geografice); urmrirea evoluiei n timp a unor parametri importani; semnalizarea schimbrilor de stare a echipamentelor (start/stop, avarie/normal); contorizarea timpilor de funcionare a anumitor agregate; bilanuri pe etaje; arhivare mrimi importante. Sistemul computerizat are ca scop semnalizarea i localizarea unor evenimente ce pot apare n cldire (incendiu, efracie, inundaie, etc.) i realizarea unor aciuni specifice n astfel de situaii. Acest lucru se realizeaz urmrind variaia unor parametri fizici, n spaul supravegheat, peste limitele admisibile. Totodat sistemul reacioneaz i la aciunea operatorului uman care, ca urmare a sesizrii unor astfel de evenimente, acioneaz asupra butoanelor de avertizare instalate n zonele de supraveghere.

1.2.4. Obiectivele sistemului BMSObiectivul BMS (Sistem de Management pentru Cldiri) este de a centraliza i de a simplifica monitorizarea, funcionarea i managementul unei cldiri sau grup de cldiri, ceea ce are ca efect reducerea costurilor aferente ntreinerii i consumului de energie i asigurarea unui mediu de lucru sigur i confortabil pentru utilizatori. BMS include configuraia hardware i sistemul de comunicaii necesar transmiterii de informaii ntre componentele sale. Obiectivele urmrite sunt legate de: Managementul fluxurilor; Managementul informaiilor; Managementul resurselor; Managementul serviciilor.

1.2.5. Avantajele sistemului BMS Funcionarea simpl, cu diverse funcii repetitive programate n cazul unei funcionri automate; Rspuns rapid la cererile utilizatorilor, chiar i n condiii limit; Reducerea costurilor aferente consumului de energie prin managementul centralizat al energiei; ntreinere simpl, datorit facilitilor oferite de sistem (nregistrri anterioare, alarmare automat, programe de serviciu i ntreinere); Flexibilitate n programare, conform cerinelor, mrimii i organizrii sistemului; Posibiliti de dezvoltare i extindere; Posibilitatea de conectare software sau hardware cu alte sisteme din cldire (incendiu, efracie, control al accesului, iluminat etc.); Diminuarea consumurilor energetice i a costurilor necesare funcionrii instalaiilor; mbuntirea calitii serviciilor i exploatrii instalaiilor.

1.2.6. Tipuri de sisteme BMS BMS: Building Management System (Sistemul Managerial Integrat); BCS: Building Control System (Sistem de Control Integrat); BMCS: Building Management and Control System (Sistem de control Si manageriere integrat); EMS: Energy Management System (sistem care optimizeaz funcionarea unei instalaii dintr-o cldire); FMS: Facility Management System (sistem de control global al tuturor unitilor dintr-o cldire); CP: Communication Protocol (un set de convenii pentru gestionarea formei i coninutului mesajelor dintre dou elemente ale sistemului); DDA: Dynamic Display Data (informaii actualizate periodic).

1.2.7. ConcluziiCe este BMS ? Un sistem integrat capabil s preia: flux de documente interne; procesri i gestionri de date specifice compartimentelor; controlul i asigurarea calitii produselor i/sau serviciilor; problematica riscurilor; strategii de funcionare; supraveghere; controlul asupra consumurilor.

Cum este structurat un BMS? distribuit; ierarhizat pe 3 nivele.

Ce funcii principale ndeplinete BMS? achiziie i afiare permanent a informaiilor oferite de aparatura local; memorare evenimente i activiti operator uman; optimizare consumuri de utiliti.

Care sunt principalele avantaje ale folosirii sistemelor BMS? funcionare simpla; rspuns rapid la cererile utilizatorilor; ntreinere simpl; posibiliti de dezvoltare i extindere; diminuarea consumurilor energetice i a costurilor; mbuntirea calitii serviciilor i exploatrii instalaiilor.

n capitolele urmtoare voi trata acele elemente constitutive fundamentale n implementarea unui Building Management System i anume: arhitectura hardware, protocoalele de comunicaie utilizate, precum i pachetul software de gestiune.

2. Conceptul de cldire ecologicPornind de la ideea c o cldirea inteligent este n acelai timp i o cldire ecologic, ce ofer o atenie deosebit impactului asupra mediului prin abordarea de soluii capabile s economiseasc, s protejeze i s gestioneze resursele, asociez acestei lucrri i conceptul de cldire ecologic deoarece marcheaz anumite decizii pe cale le-am luat n procesul de proiectare. Mediul construit are un impact puternic asupra mediului nostru natural, economiei, sntii i productivitii. Ptrunderea n tiina construciilor a tehnologiei i operaiilor specifice realizrii unui mediu ecologic, a creat disponibilitatea pentru designeri, constructori, operatori i investitori s maximizeze att performanele economice, ct i de mediu. Cel mai nou concept care ncepe s fie adoptat pe piaa din Romnia este cldirea ecologic, concept care respect directivele europene privitoare la normele de construire environmentally frindly (prietenos cu mediu). Construcia de acest tip este menit s eficientizeze folosirea energiei electrice i a celei termice i s se ocupe de epurarea apelor reziduale prin folosirea de sisteme i tehnologii noi. n acelai timp, eficientizeaz mediu de lucru prin ventilaie i iluminare corespunztoare standardelor, conexiuni la internet prin fibr optic, plafoane false i podele suspendate care s permit cablarea facil. Investiia ntr-o cldire ecologic necesit costuri mai ridicate datorita materialelor speciale folosite, pe termen lung se dovedete a fi o investiie profitabil care s rspund cererii viitoare. USGBC, the United States Green Building Council (Consiliul Statelor Unite pentru Cldiri Ecologice) este liderul organizaiilor care reprezint ntreaga industrie a construciilor pe probleme de mediu, pentru un efort de ecologizare, de schimbare a modului n care cldirile sunt proiectate, construite, exploatate i ntreinute. USGBS este responsabil n dezvoltarea standardelor de proiectare i construire, de practici de operare i linii directoare, politica de poziii i instrumente educaionale care sprijin adoptarea unui design durabil i a unor practici susinute n construcii.

Practicile de construire ecologic pot reduce substanial sau chiar elimina impactul negativ asupra mediului, reducnd costurile de funcionare, sporind comercialitatea cldirii, crescnd productivitatea lucrrilor i reducnd potenialul de rspundere care rezult din eventualele probleme privind calitatea aerului din interior. Cu alte cuvinte, proiectarea ecologic are elemente de mediu nconjurtor, elemente economice i elemente sociale, care aduc beneficii tuturor prilor interesate de cldire, inclusiv proprietarilor, ocupanilor i publicului larg.

2.1. Eficiena energeticRolul principal pe care l deine o cldire este de a asigura ocupanilor un mediu confortabil, plcut i sntos ct mai independent de condiiile exterioare, n special acustice i meteorologice. n ziua de azi, exigenele referitoare la eficiena energetic sunt mult mai restrictive dect cele ce erau acceptate n trecut datorit modificrilor survenite n natura i complexitatea aciunilor (exterioare i interioare) ce se exercit asupra cldirilor, dar i datorit faptului c utilizatorii au evoluat. Nevoia de satisfacere a acestor exigene este legat direct de aspectul arhitecturalestetic, ncadrarea n mediu, sigurana i stabilitatea la aciuni mecanice dar i de consumul de energie, oamenii dorind mereu o performan ridicat la un consum redus. Cea mai mare parte din energia utilizat n exploatarea cldirilor este atribuit creerii unui mediu interior confortabil i sntos, adic este folosit n iluminat, ventilat dar mai ales n aducerea temperaturii din interiorul cldirii la valori optime anume nclzirea spaiilor pe timpul iernii i rcirea lor pe timpul verii. nainte de a se fi declanat criza energetic, asigurarea calitii mediului era o problem exclusiv a instalaiilor fiind general acceptat ideea privind relaia direct dintre calitatea mediului dintr-o cldire i consumul energetic adic pentru a avea o calitate superioar a mediului i a confortului interior trebuia o cretere de consum energetic s aib loc i invers, dac pentru economii de ntreinere se apela la reducerea costurilor cu consumul energiei, apreau condiii inferioare de via i confort. Criza energetic a dus la cercetri n acest domeniu, cercetri pentru identificarea mijloacelor de rezolvare a problemelor energetice i recent a celor de mediu. Printr-o abordare

multicriterial i interdisciplinar a concepiei cldirilor, este posibil o calitate superioar arhitectural, un mediu interior snatos i confortabil cu un consum redus de energie electric. Cu ajutorul acestor atribute este definit o cldire eficient energetic. Proiectul HOPE Health Optimization Protocol for Energy efficient Buildings reprezint o analiz complex a relaiei dintre calitatea mediului interior cu consumul de energie n cadrul cldirilor de locuit i a celor administrative. n cadrul acestui proiect au fost investigate pe o perioad de 3 ani (2002 - 2005) 160 de cldiri att din sectorul locuinelor ct i din sectorul administrativ, jumtate dintre acestea erau considerate a fi cldiri cu consum relativ redus de energie. Rezultatele obinute n urma acestor investigaii au demonstrat contrariul celor tiute pn atunci i anume, calitate a mediului interior nu este obligatoriu intr-o relaie de proporionalitate direct cu cunsumul de energie, astfel s-a fcut o ncadrare a cldirilor pe 4 categorii: cldiri cu consum energetic ridicat i calitate sczut a mediului interior; cldiri cu consum energetic redus i calitate necorespunztoare a mediului interior; cldiri cu consum energetic ridicat si o calitate corespunztoare a mediului interior; cldiri cu consum energetic redus i o bun calitate a mediului. Cu ajutorul acestui proiect s-a constatat c consumul de energie nu depinde exclusiv de valoarea temperaturii interioare, de rata ventilrii i de rigorile climatului ci ntr-o msur chiar mai mare depinde de modul de exploatare i soluiile arhitecturale. S-a nregistrat un procentaj ridicat de insatisfacie sau chiar simptoame ale SBS n cldiri n care se consum o mare cantitate de energie pentru ventilare mecanic dar nu se acord atenie umiditii, gradului de ocupare sau proteciei la zgomot. i invers, cldiri cu consum de energie redus, ventilate natural, prezint un mediu interior sntos i confortabil.

1.3. Calitatea mediului interior

Calitatea mediului interior, factor determinant n ceea ce privete sntatea i starea de bine a ocupanilor unei cldiri, este determinat de compoziia aerului (cu referire la poluanii chimici, fizici, biologici sau de alt natur) i de confort (cu principalele componente, acustic, termic, vizual). Compoziia aerului. Cldirea poate prezenta riscuri pentru sntatea ocupanilor n msura n care adpostete surse de poluare chimic sau fizic i/sau asigur condiii favorabile de dezvoltare a microorganismelor. Monitorizarea n permanen a calitii aerului cu ajutorul senzorilor specifici de exemplu depirea pragului de CO permite autoreglarea n cazul depirii anumitor limite prestabilite. O bun calitate a aerului presupune cunoaterea surselor de poluani, reducerea emisiilor la minim posibil i evacuarea continu a poluanilor aerieni prin ventilaie precum i controlul aportului de aer proaspt provenit din exterior.

Confortul n concordan cu tipul principalelor informaii primite din mediu ambiant, confortul n general presupune confort termic, vizual i acustic. Percepia nivelului de confort implic un anumit grad de subiectivism, dar n acelai timp este rezultatul aciunii simultane a unor factori obiectivi, cuantificabili, de ordin arhitectural, constructiv sau de exploatare. Daca asigurarea confortului acustic nu este direct legat de factorul energetic, asigurarea confortului termic i vizual pe ntreaga durat a anului necesit un anumit consum energetic pentru nclzire, climatizare, iluminare.

Confortul termic asigurarea unei temperaturi operative medii, ca rezultant a temperaturii aerului, a suprafeelor delimitatoare, a umiditii i vitezei de micare a aerului, n concordan cu natura activitii i mbrcmintea ocupanilor; limitarea asimetriei temperaturilor radiante i a gradienilor de temperatur la valori acceptabile; evitarea situaiilor n care ocupanii vin n contact cu suprafee prea reci sau prea calde;

evitarea curenilor de aer (limitarea vitezei de micorare a aerului); Aceste exigene se cer a fi ndeplinite att n condiii de iarn, ct i n condiii de var

astfel autoreglarea trebuie s cuprind sisteme care s interacioneze avnd ca mic scop restabilirea necesarului de temperatur, prin modificarea parametrilor centralei termice, prin modificarea fluxului de aer rece sau cald din sistemul HVAC.

Confortul vizual Confortul vizual este obinut prin asigurarea unui iluminat adaptat activitilor n cmpul vizual, evitnd contrastele foarte pronunate, mai ales orbirea. Spectrul luminos utilizat trebuie s fie continuu iar temperatura culorii adaptat iluminatului. Iluminatul natural este confortabil n msura n care intensitatea s poat fi controlat.

Confortul acustic Poate fi asigurat prin evitarea zgomotelor jenante, prin reducerea intensitii acestora la surs sau prin izolare acustic la zgomote aeriene sau de impact. Nivelul de zgomot normal admisibil are valori corelate cu natura activitii care se desfoar ntr-un anumit spaiu (activitate intelectual, odihn, ngrijirea sntii etc.). Astfel sistemele de sonorizare, adresare public trebuie adaptate astfel nct nivelul de zgomot s nu perturbe diferite activiti n funcie de zona de amplasare spre exemplu n zona bibliotecii nivelul de zgomot este mult mai sczut dect n zona parcrii subterane.

1.4. Strategii i mijloace de realizare a mediului interior sntos i confortabil cu consumuri reduse de energie

Reducerea consumurilor energetice necesare unui mediu interior sntos i confortabil poate fi obinut prin aplicarea unor msuri pasive, asociate unor consumuri energetice minime, integrate n concepia arhitectural i constructiv a cldirii. De exemplu, instalaiile de ventilare mecanic sau de climatizare, care corect concepute i exploatate ar putea contribui la asigurarea unui mediu sntos i confortabil, se ncadreaz n categoria msurilor pasive, pe cnd protecia termic sau ventilarea controlat sunt msuri active. n general, msurile de asigurare a confortului termic cu consumuri reduse, cu anumite excepii, contribui (sau nu afecteaz) calitatea aerului. Una dintre msurile care intervine n satisfacerea ambelor categorii de exigene, n anumite situaii n mod contradictoriu, este ventilarea care redus sub un anumit nivel n scopul economisirii energiei, devine insuficient din punct de vedere a calitii aerului sau a riscului de condens. Alturi de izolarea termic a anvelopei, forma i orientarea cldirii, ineria i masa termic se adaug i avantajele climatice ale solului, precum i valorificarea energiei solare, toate la un loc contribuind la asigurarea confortului interior consumnd ct mai puin energie.

Ventilarea Ventilaia poart un rol inportant. Prin ventilaie se nelege remprosptarea aerului, prin eliminarea celui viciat din interior i nlocuirea lui cu aer proaspt, filtrat din exterior, ct i asigurarea confortului, n special n condiii de var/iarn. Nevoia de economisire a energiei electrice precum i unele probleme i neajunsuri pe care ventilaia mecanic le ridic, a determinat o reorientare spre ventilaia natural controlat, att n cazul locuinelor ct mai ales n cazul cldirilor publice pe mai multe nivele. S-au dezvoltat sisteme care s simuleze i s accentueze efectul de co prin utilizarea unor elemente de arhitectur cum ar fi curile interioare, atrium-urile iar energia solar i presiunea vntului(faade active) sunt utilizate raional.

Reducerea energie pentru iluminat

Pentru a reduce cantitatea de energie electric folosit pentru iluminat, trebuie s se prelungeasc durata de utilizare a luminii naturale. Pentru acest lucru trebuie luate msuri de ordin arhitectural dar i electric: Ferestrele trebuie adaptate ca forme i dimensiuni, trebuie evitat obstrucionarea lor de ctre copaci, cldiri sau instalaii. Culoarea lor trebuie s fie de nuane deschise, reflectorizante. Pentru o mrire cu adevarat eficient de utilizare a luminii naturale, trebuie montate n dreptul ferestrelor sisteme anidolice (figura de mai jos), constituite din oglinzi de anumite forme cu rol de concentrare i dirijare a fascicolului luminos spre zonele cu deficit de iluminare din ncpere, ntr-o anumit parte a zilei. n acest fel se obine un iluminat uniformizat, o prelungire n utilizarea luminii naturale i implicit economii la energie.

Figura 7: Sistem anidolic de direcionare controlat a luminii

Pentru performane mai ridicate deci pentru un spor de confort, sistemul de iluminat poate fi realizat astfel nct s se poat face reglaje automate luminii artificiale n funcie de aportul luminos din exterior i includerea acestora ntr-un sistem de BMS care s poat prelua informaiile de la senzori fotoelectrici i astfel s comande microcontrolerele X10 care au incluse variatoare de intensitate a luminii.

1.5.

Evaluare/optimizare a cldirilor n faza de proiectare

Reducerea consumurilor de energie pentru exploatarea cldirilor nu poate fi separat de calitatea mediului interior i influena asupra celui exterior, iar toate acestea sunt rezultatul aciunii simultane a unui complex de factori care n esena sunt definii de caracteristicile constructive i arhitecturale, amplasament, condiii climatice, funcionarea instalaiilor, comportamentul utilizatorilor. Interaciunea dintre aceste componente poate influena eficiena cu care intervine fiecare msur sau complex de msuri de eficientizare energetic, asupra comportrii cldirii n ansamblu. Metodologia de analiz i selecia a celor mai potrivite strategii de eficientizare energetic i mbuntire a calitii mediului interior a cldirii noi sau existente se bazeaz pe elemente de ingineria sistemelor, aplicarea conceptului de performan n aprecierea calitii cldirilor i teoria deciziilor i poate fi aplicat n urmtoarele situaii: n fazele iniiale ale proiectrii pentru alegerea scenariului optim, capabil s satisfac criterii contradictorii a cror nivel de satisfacere poate fi stabilit cu participarea tuturor actorilor implicaii (proiectant, beneficiar, constructor); n reabilitarea termo-higro-energetic pentru alegerea scenariilor optime; n faza final a proiectrii, dup ce au fost adoptate o serie de msuri n vederea atingerii obiectivelor, pentru aprecierea calitii prin prisma satisfacerii exigenelor privind consumurile energetice i a calitii mediului; n faza de exploatare cunoscnd performanele cldirii n condiii reale de utilizare. n cazul de fa strategia de eficientizare energetic se aplic nc din faza de proiectare sintetizndu-se informaii i tehnici de mbuntire a randamentului tuturor sistemelor ce fac obiectul aceste lucrri.

2.2.1. Controlul polurii

Exist cteva concepte cheie ce trebuie respectate pentru a obine o cldire cu adevrat ecologic: folosirea materialelor reciclabile ce nu conin substane toxice, a energiei alternative i n general a tuturor resurselor aflate n proximitate pentru a reduce costurile de transport i gradul de poluare. Orientarea corect a cldirii pe sit este, de asemenea esenial, permind utilizarea energiei solare, att prin sisteme active (celule fotovoltaice) ct i pasive (utilizarea pentru faadele nsorite a materialelor ce rein cldura, cuplat cu termoizolaii de calitate, rezult un consum redus de energie pentru nclzire, reducnd astfel necesitatea producerii de energie pe ci poluante. Sistemele de conservare a apei dein un rol important n controlul polurii. canalizare eficient colectarea apei de ploaie din bazine de retenie i folosirea ulterioar pentru irigarea spaiilor verzi sau nlocuirea apei menajere din bazinele toaletelor creeaz noi provocri n materie de control nivel ap i control pompe irigaie. reciclarea apelor uzate ntr-un alt bazin de retenie unde se face decantarea i curarea apei folosite. Sistemele externe de iluminat pot produce pe timpul nopii disconfort, aadar trebuie avut n vedere intensitatea i unghiul cu care lumina se propag n jurul cldirii. Energia termic de la soare este absorbit de cldirii i de suprafeele pavate i este radiat napoi, contribuind la creterea temperaturilor n jurul zonelor urbane. Folosirea unor materiale capabile s reflecte razele solare duce la o scdere a impactului negativ. Att n faza de proiectare, execuie ct i exploatare, n condiiile desfiinrii instalaiilor, se vor urmrii identificarea aspectelor semnificative de mediu, respectiv identificarea, evaluarea, limitarea sau eliminarea impactului negativ al instalaiilor asupra mediului, prin: alegerea amplasamentelor instalaiilor i organizrilor de antier care s reduc/elimine impactul negativ asupra aezrilor umane i ale ariilor protejate, cu integrarea ct mai bun n mediu astfel nct s se limiteze sub normele admisibile stabilite prin standardele de mediu, influena electromagnetic asupra organismelor vii, reelelor de utiliti, cu considerarea msurilor necesare protejrii florii i faunei din imediata apropiere a instalaiilor energetice;

alegerea unor situaii constructive compacte, cu un design exterior plcut, utilizarea de tehnologii de execuie curate, de echipamente energetice performante care s asigure condiii de funcionare superioare cu diminuarea riscurilor de poluare.

Lucrrile se vor executa cu respectarea prevederilor PE 107 / 1995 i I7 / 2002 cu privire la distane, apropierii, coexistena cu alte instalaii. La execuia lucrrii se va respecta regimul deeurilor i a combustibililor conform legislaiei n vigoare. Protecia aerului Instalaiile proiectate nu produc ageni poluani pentru aer n timpul exploatrii neexistnd nici o form de emisie. Protecia mpotriva radiaiilor Instalaiile electrice cu tensiunea mai mic sau egal cu 20 kV nu produc radiaii radiai electromagnetice cu impact semnificativ asupra mediului

2.2.2. Aspectul ergonomicErgonomia este disciplina tiinific care studiaz interaciunea dintre oameni i alte elemente ale unui sistem, precum i profesia care aplic teorii, principii, informaii i metode de design pentru optimizarea activitii omului i performanele sistemului din care acesta face parte. Proiectarea i mbuntirea factorilor de ambian fizic Spaiul n orice cldire este proiectat ntr-o anumit msur pentru a fi ergonomic. Ambiana se refer la mediul social i material n care o colectivitate sau chiar i o persoan i desfsoar o anumit activitate. Principalii factori de ambian fizic sunt: microclimatul (temperatura, umiditatea, viteza aerului, puritatea aerului), iluminatul, zgomotul i coloritul. Iluminatul este probabil cel mai important factor ce influeneaz productivitatea angajailor i gradul lor de oboseal. n cazul unei iluminri defectuoase, poate aprea un disconfort uzual i o poziie nenatural performanelor maximie. Cercetrile arat c 80% pn la 85% din cantitatea de informaie pe care o asimilm parvine pe cale vizual, de aceea confortul vizual este esenial. Dar modul de iluminare nu afecteaz numai confortul vizual ci i pe cel fizic. a corpului, fapt care mpiedic atingerea

Iluminatul la locul de munca poate fi mprit n 4 categorii: Iluminarea ambiental este dat de obicei de surs de lumin montat n tavan (tub fluorescent). Uneori este singura surs de lumin la locul de munc; Iluminarea cu ajutorul lmpilor de birou. Dei ofer confortul individual, acest tip de iluminare este absent n cele mai multe locuri de munc; Iluminarea direcional este de obicei asimilat de surse de lumin orientate n jos, sau de lumini de urmrire. Este folosit pentru iluminatul anumitor obiecte sau pentru creterea nivelului de intensitate; Iluminatul natural provine din geamuri, ui sau perei de sticl. Are un efect pozitiv asupra omului, dar nu este disponibil permanent. Valorile minime ale nivelului de iluminare n cazul iluminatului artificial i natural n funcie de gradul de precizie a lucrrii se prezint dup cum urmeaz:

Tip de activitate/destinaia ncperii Birouri Sli edine Grupuri sanitare Casa scrii Zone de circulaie Spaii tehnice Parcare Iluminat exterior de securitate

Nivel de iluminare 500 lx la nivelul mesei 500 lx la nivelul mesei 150 lx la nivelul podelei 150 lx la nivelul podelei 200 lx la nivelul podelei 150 lx la nivelul echipamentelor 150 lx la nivelul podelei 5 lx pentru sistemul CCTV

Tabel 1: Niveluri de iluminare pe zone

Putem spune c o iluminare este eficient atunci cnd lucrtorul beneficiaz de un confort vizual i de vizibilitate ntr-o camer echilibrat din punct de vedere al iluminozitii, cu alte cuvinte putem afirma cheia unei bune iluminri este echilibrul. Un factor inportant n iluminarea modern a locului de munc l constituie capacitatea de control a luminii. Metodele n acest sens includ:

Poziionarea. Spaiul n care se muncete trebuie s fie poziionat de aa natur nct linia vizual s fie paralel cu ferestrele i cu lumina. Dac lumina cade ntr-un unghi necorespunztor pe suprafaa de lucru, apare reflexia care poate crea contraste de fundal sau poate ntuneca imaginea. Comutatorul. Aprinderea luminilor pe rnd cte o serie de lumini de la diferitele tipuri de comutatoare, permit lucrtorilor reglarea nivelurilor de lumin ambiental. Jaluzelele/Storuri Cu ajutorul lor se poate practic minimaliza sau maximaliza aportul de lumin n spatiul cldirii pe parcursul ntregii zile. Iluminarea eficient determin scderea costurilor. Studiile arat c 85 de ceni dintrun dolar cheltuit pe un sistem de iluminat deja existent se duc la costul de electricitate. Investiiile n sisteme eficiente de iluminare duc la reducerea acestor costuri, vor reduce munca de ntreinere i vor mbunti calitatea luminii. Microclimatul. Acesta se refera la starea fizic a aerului, ce se caracterizeaz prin temperatura, umiditate, cureni de aer i radiaiile termice ale corpurilor nclzite. Un microclimat necorespunztor poate reduce capacitatea de concentrare, poate spori riscul de mbolnviri i implicit reduce productivitatea muncii. Temperatura optim n ncperile birourilor stimuleaz lucrul, crete eficiena. Senzaia de bun stare fiziologic apare atunci cnd diferena dintre temperatura aerului i cea a suprafeei ncperii nu depete 23C. Temperatura aerului recomandat pentru munca intelectuala n poziia eznd este de 21-23C, iar pentru munc uoara n poziia eznd este de 19C. De asemenea, specialitii cer, n general, ca diferena ntre temperatura exterioar i cea interioar n timpul sezonului cald s nu depeasc 4C. n stabilirea temperaturii optime trebuie s se ia in calcul i micarea i umiditatea aerului. Micarea aerului trebuie s fie mai mic de 0,2 m/s; n cazul lucrrilor deosebit de delicate care cer o imobilitate prelungit a corpului, nu trebuie sa depeasc 0,1 m/s. Igiena modern recomand ca n ncperile nclzite umiditatea relativ a aerului s fie cuprins ntre 50 i 70%. De asemenea, cercetrile efectuate demonstreaz ca pentru o

relaie optim ntre umiditatea relativ i temperatura aerului, aceti indicatori trebuie s aib urmtoarele perechi de valori:

Umiditate relativa (%) 70 50 30

Temperatura aerului (C) 21,3 22,5 23,9

Tabel 2: Indicatori umiditate - temperatur

3. Sistemul proiectat

Confortul locuinelor se poate face cu ajutorul unei singure telecomenzi, mai mult sau mai puin complicat, care controleaz toate sistemele din cas. La fel ca n filme S.F. vechi, prin apsarea ctorva butoane, n unele cazuri unul singur fiind suficient, spaiu din jur va putea fi supus voinei omului printr-un singur dispozitiv. Securitatea casei, luminile din toate camerele, cuptorul cu microunde, ua garajului, aerul condiionat i incalzirea central pot fi integrate n sistem pentru o eficien i comfort crescut; de exemplu se poate face ca atunci cnd se activeaz alarma c se pleac la munc s se opreasc aerul condiionat sau cldura pentru a face economii. Folosirea luminilor de grdin, draperiilor regrabile, mainilor de splat care economisesc apa i a nenumratelor gadget-uri aduc necesitatea folosirii a nenumratelor telecomenzi sau zecilor de metri de cabluri ntinse pe sub covoare sau pe perei. Cu ajutorul acestei tehnologii, aparatele comunic ntre ele pentru comfortul omului iar cu acesta din urm comunic prin intermediul internetului, mesajelor text etc. Case inteligente, proprietari mai lenei. Pn ntr-un punct, ncercarea de a face o cas s devin inteligent are o justificare deoarece coordonarea aparatelor casnice duce la un consum de energie redus dar i la posibilitatea controlrii lor de ctre proprietari de la distan. Ar fi poate intr-adevar util ca frigiderul s-i trimit un e-mail cu produsele care sunt n el i cu ce ar mai trebui completat sau dac poi porni cldura cu o or nainte de a ajunge acas intr-o zi friguroas de iarn, printr-un simplu mesaj text.

Figura 8: Posibiliti de adaptare

1.6.

Structura hardware a sistemului

Figura 9: Sistemul proiectat structura hardware

Principalele elemente CM 15 Pro TDXE 4401 TDXE 4202 AW 12 KR22E Corpuri de iluminat (becuri si led-uri cu rezistente) Sistemul de actionarii (motor, scripeti)

3.2.1. Interfata CM 15 ProInterfaa CM 15 Pro este cea mai noua interfa produs pe tehnologia X10, produsul achiziionat fiind produs de Marmitek. Este varianta profesional a interfetei CM 11, avand inclus si modulul TM13 i poate memora pana la 1400 de scenarii. Are transmitatoare X10RF(Radio Frecven) i X10 prin linia de curent (ca TM13) pentru toate codurile sau unele specifice. Ca i micro-modulele, interfaa se poate ascunde cu mare uurin deoarece este mic i are un cablu de alimentare de 1,5m. Este foarte uor adaptabil, poate fi utilizat pentru aplicatii simple dar poate fi folosit i de ctre profesioniti, interfaa avnd capacitatea de a controla 256 de module i de a monitoriza simultan 16. Softul este sugestiv deci simplu de utilizat i programat interfaa, poate fi folosit pe orice sistem de operare, evenimentele ce se pot stoca n interfa cu ajutorul softului sunt programate ca timere sau macro-comenzi.

3.2.2. AW12AW12 este un micromodul ce se monteaz in doza din spatele unui ntreruptor sau prize, ceea ce ajut la perfecta lui camuflare. Cu ajutorul lui se pot controla lumini sau orice dispozitive pana la 16A. Controlul micromodulului se face de la orice emitor de semnal X10 i

raspunde la comenzile All Lights ON(aprinde toate luminile), All Lights OFF(stinge toate luminile), ON(pornit) i OFF(oprit).

3.2.3. TDXE 4401Datorit funciilor i dimensiunilor pe care le are, acest micromodul se poate ascunde in spatele oricrui ntreruptor clasic, instalare care transform intreruptorul ntr-un comutator cu dimmer compatibil cu sistemul X10. Micromodulul are funciile ON/OFF ct i funcia de reglare a intensitaii luminii exclusiv la becurile cu incandescen(becurile tradiionale, cu filament normal). Becul se aprinde lent, datorit unei funcii pe care l are micromodulul i anume SoftON/Soft-OFF, funcie care ajut in protejarea ochilor, longevitatea becului dar i pentru un plus de efect. Pe timpul nopii cnd nu este necesar ca lumina sa fie la 100% luminozitate, micromodulul poate fi programat s aprind becul la luminozitate 50% spre exemplu chiar de la banalul ntreruptor micromodulul avnd memorie in acest sens, fapt ce ajut la economisirea energiei electrice. Este un modul bidirecional ceea ce nseamn c starea pe care o are o comunic interfeei CM 15 Pro, funcie care ajut enorm de mult la fiabilitatea ntregului sistem pentru c n acest fel exist certitudinea c becurile sunt n starea ce a fost programat ntr-un anumit moment, fr ca intervenia omului sa fie necesar. La fel ca majoritatea modulelor compatibile cu sistemul X10, i acesta rspunde la comenzile ALL ON/ALL OFF.

3.2.4. TDXE 4202Acest micromodul este destinat comandrii dispozitivelor electrice cu o ncrcare maxima de 2,2 KW i cu funcia simpl de ON/OFF La fel ca i micromodulul precedent, dimensiunile mici ale acestuia ajut n montarea i mai ales n camuflarea lui, fiind posibil montarea lui n doza de curent, n spatele prizelor sau chiar n corpul diferitelor echipamente electrice.

Este ca i TDXE 4401 bidirectional cu funcie de feedback lucru important la un bec dar esenial la un echipament ce poate consuma 2200W, att pentru economisirea energiei electrice ct mai ales pentru siguran n ipoteza c se poate monta un radiator electric i chiar un aragaz care s fac cafeaua de dimineaa. Micromodulul este foarte uor de instalat, fia tehnic precizeaz ca trebuiesc 6 secunde. Acest micromodul nu poate fi folosit cu un comutator clasic de perete, doar cu anumite ntreruptoare. Are filtru de zgomot pentru confortul n locuin. Deoarece micromodulul se preteaz la echipamente de mare consum ce pot afecta sigurana locuinei, nu are funcia ALL ON ci doar pe cea de ALL OFF.

3.2.5. KR22ETelecomanda breloc KR22E este o mini telecomand ce interacioneaz cu sistemul X10 prin intermediul tranciverului TM13 care este nglobat n interfaa CM 15 Pro. Datorit razei lungi de aciune a telecomenzii dar i a interfaei CM 15 Pro, telecomanda se poate utiliza in interiorul casei ct si din masin, daca suntei n curte spre exemplu. Aceast telecomand poate comanda 4 module ON/OFF iar n cazul becurilor are si funcia de Bright/Dimm dar poate activa i pana la 8 scenarii; butonul A2-ON de exemplu sa deschid ua de la garaj, s aprind becul n garaj iar peste 20 secunde sa porneasca televizorul pe canalul de stiri. Dimensiunile mici ale telecomenzii, posibilitatea de a face din ea un breloc la cheile de la maina sau de la cas i numrul suficient de mare de butoane fac din aceast telecomand o alegere inteligent pentru scenarii de venire/plecare de acas sau de dimineat/sear.

3.2.6. MS13EDetectorul de prezen este probabil una din cele mai importante module ce se pot introduce ntr-o casa. Cu ajutorul lui se pot porni sau opri circuite electrice de iluminare, aparaturi electrocasnice etc. Detectorul de prezen este defapt un detector de micare care menine poziia ON un timp pre setat de la 1 minut la 30 de minute. De fiecare dat cnd sesizeaz micare, detectorul reseteaz ceasul astfel reuind s menin setarea ON pe tot parcursul timpului n care o persoan se afla n raza lui de aciune. Cu ajutorul lui se pot stige becurile atunci cnd se prseste o incpere, se poate aprinde becul n baie la luminozitate redus dac se simte prezen pe hol i multe alte scenarii ce se pot programa cu ajutorul software-ului ActiveHomePro. Pe lang toate aceste utilizri, atunci cnd casa intr in modul de securitate, aceeasi unitate care mai devreme aprindea becul in baie, se poate folosi pentru a detecta vizitatorii neateptai. Pentru a fi de a jutor securitaii casei i pentru o posibilitate de amplasare optim, detectorul este 100% wireless.

1.7. Softul sistemuluiOmenirea a cutat ntotdeauna s fac ct mai puine activiti redundante. Dei n cazul sistemului X10 putem vorbi de un evident confort, preul mic al echipamentelor, eficiena energetic i fiabilitatea sistemului fac din acesta o investiie bun pentru viitor. Orice echipament ce se caut pe pia se caut a fi ct mai uor de programat i de preferin se incearc programarea lor s se fac pe calculator.

3.2.7. Active Home ProActive Home Pro este programul cu care se poate comunica cu interfaa CM 15 Pro prin intermediul unui cablu USB. Programul este foarte simplu de folosit, fara sa necesite multe instructiuni de folosire.

Utilizatorii noi, pot opta in a parcurge un tutorial care i nva sa conecteze interfaa la calculator i s verifice dac e conectat bine, s instaleze un modul, s foloseasc o telecomand, s fac un eveniment cronologic sau un macro.

Primul lucru care trebuie setat este Hardware Configuration din meniul Tools. Aici se seteaz ora i data, coordonatele geografice ce ajut interfaa s tie atunci cnd este rsritul sau apusul soarelui, momente foarte importante n desfurarea majoritii activitilor din cas. Se mai poate seta codul casei, cod care este monitorizat n permanen pentru modificri(telecomenzi, detectoare de miscare/prezen etc). Tot aici se poate monitoriza spatiul liber din memorie i ct % mai are bateria pn la descrcare.

Adogarea unui modul este foarte uor, se d click pe modul i se trage de modulul dorit in camer. Indat ce modulul a fost adogat se poate schimba denumirea, codul modulului i poate fi folosit.

Prin program se poate seta ca la anumite ore ale zilei s se aprind/sting anumite dispozitive sau lumini. De exemplu se poate pune ca la apusul soarelui s se aprind becurile de veghe din curte, dimineaa nainte de a v trezi s fac cafeaua, etc. Timers face aciuni n funcie de ora din zi/noapte sau de rsritul/apusul soarelui.

Cea mai important funcie pe care o are acest program i pe care o poate executa interfaa CM 15 Pro este funcia macro. Cu ajutorul ei se pot face de fapt toate scenariile de lumini sau aparatur electronic dintr-o cas. Spre exemplu se poate face ca atunci cnd ieiti seara pe hol s se aprind becul la anumite intensiti luminoase pentru a evita posibilele accidentri, se pot seta anumite temperaturi n cas n funcie de prezena i preferinele locatarilor, se poate aprinde spre exemplu lumina atunci cnd v uitai la un film i apsai butonul PAUZ. Cu ajutorul macro-urilor se poate face practic orice ine de partea electric ntr-o cas i nu numai.(ex: nainte s ajungei acas de la munc, printr-un mesaj text se poate da drumu la apa n cad la temperaturi pre setate).

3.2.8. BVCBill's Voice Commander este un soft cu ajutorul cruia se poate programa sistemul X10 s fie interactiv pe cale vocal. Se pot da comenzi s se sting/aprind anumite dispozitive sau lumini din cas sau s porneasc

anumite macrouri. Deocamdat pretul mare i complexitatea pe care o aduce sistemului face inaccesibil publicului larg.

1.8. Functiile proiectuluiCu ajutorul sistemului X10 i mai ales cu ultimul tip de interfa, CM 15 Pro, se pot face combinari de macro-uri la infinit. Pentru a arta totui cteva din funciile sistemului am programat cteva macrouri. Dispozitivele le-am definit ca fiind: Telecomanda are codul de casa A cu numerele de la 1 la 4 Senzorul de prezen are codul A10 Luminile de la intrarea n cas au codul A5 Lumina din interiorul casei are codul A6 Luminile care sunt pentru orientarea mainii au codul A7 Usa de la garaj i becul de avertizare au codul A8

Funciile care au fost programate: Senzorul de prezen a fost setat ca atunci cnd este n poziia ON s aprind becul din interiorul casei i s l menin aprins. Atunci cnd este apsat butonul A1-ON se vor aprinde toate luminile, inclusiv cele pentru orientarea mainii fr totui a deschide ua garajului. Cnd este apsat butonul A1-OFF se vor stinge absolut toate becurile chiar daca n prealabil au fost aprinse altele din alte comenzi. La apsarea butonului A2-ON se va deschide ua garajului care va rmne deschis pentru o perioad de 5 secunde. Butonul A2-OFF este programat s deschid ua de la garaj, s aprind toate becurile, s sting becurile de la intrare, s nchid ua de la garaj apoi s sting becurile pentru alee i n final s sting becul din cas. Butonul A3-ON va activa securitatea casei n ideea plecrii proprietarilor de acas pe timpul nopii i va face un joc de lumini pentru a simula prezena unor persoane n cas. Cnd butonul A3-OFF se va simula revenirea acas a proprietarilor i deci ncetarea jocului luminilor dar becul din interiorul casei va rmne aprins. La apsarea butonului A4-ON deschide becurile de la intrare iar butonul A4OFF l va inchide, ultimele butoane de DIMM i BRIGHT vor regla cu aceast ocazie becurile de la intrare pe care le vor reduce la intensitate luminoas.

4. Dezvoltarea ulterioar a proiectului

La nivel de machet se mai poate dezvolta programul n diverse moduri, de exemplu se poate crea noi scenarii de lumini, se poate modifica timpi ct s stea lumina aprins dup ce semnalul care a dat comanda aprinderi a ncetat; sau se poate modifica timpul ct s stea ua de garaj deschis. Dezvoltarea machetei la nivel real (cas, vil ) n primul rnd se va pune accent pe nivelul de siguran de la ua de garaj (folosirea senzorilor de prezen plasai n dreptul ui pentru a evita lovirea unei persoane care se afl n dreptul ui n timp ce aceasta este programat s se nchid, i de ce nu, evitarea cderii ui peste main, dac aceasta este nc n dreptul ui; tot pentru ui de garaj se mai pot folosi i senzori de nivel pentru protecia uilor; de asemenea n garaj se poate instala i senzori de detecie de CO2 pentru comandarea ventilaiei, sau se poate face prin taimmere dar nu este la fel de eficient ca i cu folosirea senzorilor). Pe acelai principiu de deschidere/nchidere a ui de garaj pe care am prezentat-o n proiect se realizeaz i deschiderea/nchiderea porilor automate, deschiderea/nchiderea jaluzelelor sau rotirea la un anumit unghi n funcie de complexitatea sistemului (aici se pot folosi senzori de cldur, senzori de intensitate luminoas sau pentru o precizie mai ridicat, dei nu este cazul pentru o astfel de aplicaie se pot folosi senzori de strlucire). Pentru luminile din cas este recomandat comandarea cu ajutorul variatoarelor de tensiune cu detecie iluminat i detecie prezen, pentru a reduce energia consumat i pentru a mri viaa de lucru a corpului de iluminat. Pentru climatizare se pot folosi termostate de camer, de pardoseal (cu sond n pardoseal) sau cu funcie de confort (ON/OFF). Acestea din urm sunt cele mai recomandate deoarece, le putem opri cnd dorim, spre exemplu, atunci cnd plecm de acas, le oprim deoarece nu mai este nevoie s se pstreze o anumit temperatur, i astfel se reduce consumul de energie electric. Luminile de veghe de afar se pot comanda la fel ca cele din interiorul casei sau mai simplu cu un releu de timp, sau dac se dorete comandarea cu ajutorul automatului programabil X10, programarea se face simplu, i mai mult, se poate ine cont de rsritul i apusul soarelui acest lucru ajutnd enorm de mult la reducerea costurilor cu energia electric.

Pentru aplicaia udrii gazonului este recomandat implementarea n circuit a unui senzor de umiditate cel puin. Tot ceea ce am descris mai sus i nu numai, ci tot ce poate fi acionat automat se poate comanda i de la distan, de la orice calculator, telefon, PDA sau alt echipament care este conectat la internet.