"Умный дом". Дом, который может всё.

Статья по современному строительству к разделу «ЭКОДОМ».

Статья «Умный дом»

Дом, который может всё.

Когда современные люди задумываются о строительстве собственного дома за пределами мегаполиса, они считают это единственным спасением от шумных улиц, грязных дворов, надоедливых соседей, неосвещенных подъездов. Кажется, что в частном доме, своем, личном, всё будет происходить именно по своим, самим собой установленным правилам. Но так ли это? В частном доме очень много работы, о которой мы, обычные горожане, просто не задумываемся. Возвращаясь поздно вечером с работы в городскую квартиру, можно просто расслабиться и упасть отдыхать на диван, зная, что работники жека подметут вокруг дома, подстригут и польют газоны, включат отопление в батареях, вывезут мусор, а кто-то из соседей включит освещение в подъезде. В частном же доме всё это придется делать самому. Как же быть в такой ситуации? Кто поможет? Ведь от того, что Вы стали жить в частном доме, раньше с работы возвращаться не стали. Забот не убавилось, а необходимых дел только прибавилось.

Первая же мысль, пришедшая в голову, подсказывает завести обслугу. Мысль - практичная. Действительно, можно за относительно небольшие деньги нанять, к примеру, садовника. Он будет рано приходить, поливать газон. В нужное время будет его подстригать. Удобрять землю, выращивать овощи для вашего стола, разводить цветы, копаться в огороде. Можно нанять дворника, чтобы зимой дорожки от снега очищал. Каждое утро. А может садовнику за это доплачивать?

Можно обратиться в компанию, которая устанавливала газовое оборудование и отопительную систему. Их мастера будут приезжать к Вам домой и включать котёл, когда погода на улице станет холодной и промозглой. Проводить его сервисное обслуживание. Тоже за небольшие деньги. Можно заключить договор с охранной фирмой, поставить в доме сигнализацию и они тоже будут периодически приезжать и тоже за небольшие деньги.

Можно…. Да, многое чего еще можно сделать. Только от этого частный дом не будет уединенным, как этого хотелось. Он больше будет походить на проходной двор, в котором все суетятся. Кто-то приходит, кто-то уходит. Постоянно что-то происходит, и Вы уже чувствуете, что начинаете терять контроль над происходящим и над своими эмоциями. И это все за Ваши же деньги. И уже достаточно большие деньги.

Мысль вторая – фантастическая. Насмотревшись фильмов о далёком будущем, в котором персонажи живут в просторных, ярко освещенных домах, хочется и себе такой. Чтобы подъехал к гаражу, а он узнал машину и приветливо распахнул ворота, вошел в дом, а свет в прихожей загорелся сам собой. И чтобы тепло в доме было даже в самую морозную зиму. Только экономно. Ведь цены на газ и электроэнергию сейчас очень высокие. Чтобы проснулся утром, а на кухне уже горячий кофе, будоражит своим ароматом. И телевизор включается сам собой на нужном канале в точное время.

Да, скажите Вы – фантастика. Удел будущего. А в настоящем все придется делать самому. И вот, как ни странно, эта мысль, несмотря на свою безысходность, окажется ошибочной. Уже сегодня нет надобности во многих наёмных людях. Уже сегодня нет надобности во многих делах, которые будут отнимать время в нашем суматошном мире. Уже сегодня мы можем найти себе помощника, который будет нам помогать жить в частном доме и будет делать за нас многие вещи. Кто же этот помощник? Это наш современный дом, который мы построили и в котором мы живем. Это наш «Умный дом».

Что такое «умный дом». Это совокупность электронных и механических исполнительных устройств и механизмов, объединенных программным управлением, архитектурной формой жилища и прилегающей территорией, направленных на удовлетворение бытовых потребностей человека с целью улучшения условий его комфортного и безопасного проживания. Сложно? Тогда скажем проще. Это дом, который помогает нам жить легко, комфортно и безопасно.

Что может умный дом. Да практически всё. Всё из того, что Вы на него возложите. Надо честно себе признаться, что от того, насколько большой будет Ваша лень и насколько продуманными будут Ваши желания на стадии конструирования будущего дома, настолько и помощь будущего дома будет для Вас своевременной и повсеместной. Причем стоит принять во внимание, что любая фантастика начинается уже сегодня. И уже практически нет ничего  невозможного в техническом воплощении ваших капризов. Бурное развитие компьютерной техники и электроники уже сегодня поставило нас на порог фантастической жизни.

Мало сказать себе: «Хочу жить в умном доме». Надо четко записать, что Вы хотите получить от умного дома. Сегодня эта технология может предложить огромное количество услуг. Вот только некоторые из них:

·         Охранные функции как внутри дома, так и на прилегающей территории:

o       Ограничение прав доступа посторонних лиц.

o       Сигнализация о перемещении посторонних лиц по прилегающей территории

o       Сигнализация о взломе и проникновении.

o       Сигнализация о пожаре и задымлённости.

o       Сигнализация о затоплении или загазованности

·         Функции обслуживания прилегающей территории:

o       Своевременный полив газона

o       Очистка пешеходных дорожек и подъездных путей от снега и льда.

o       Освещение территории по запланированному графику или в зависимости от природных  явлений, перемещений владельцев дома или при торжественных мероприятиях.

o       Обслуживание бассейна и (или) искусственных водоёмов.

·         Функции обслуживания жилых помещений:

o       Обеспечение необходимого микроклимата в жилых помещениях. Контроль температуры, влажности, освещенности.

o       Обеспечение контроля над отопительным оборудованием, электрической сетью, водопроводом и канализацией. Сигнализация поломок и неисправностей.

o       Регулировка параметров отопления, освещения и т.д. как по установленной программе работы, суточному режиму или от удалённого доступа. Например, по команде хозяина через мобильную связь.

o       Обеспечение работы исполнительных устройств (телевизоров, кранов, вытяжек, окон, жалюзи и т.д.)  в строгом соответствии с установленной программой или желанием владельцев. С пультов или от удалённого доступа.

С чего стоит начать. Безусловно, система «умного дома» достаточно сложна и многокомпонентна. Для её проектирования и воплощения «в металле» лучше всего прийти в специализированную компанию еще на стадии строительства дома. И обязательно со списком своих желаний. Тогда специалисты фирмы наиболее полно смогут Вам подсказать как ту или иную Вашу идею можно воплотить в жизнь. Еще они добавят несколько «изюминок» из своей практики. Конечно же, они предложат несколько вариантов её исполнения. Продемонстрируют датчики, таймеры и различные устройства. Самое главное, чтобы в конечном итоге Вы получили на руки не набор непонятных электронных игрушек, а выверенный проект привязанный непосредственно к вашему дому. Договорились об очередности и последовательности монтажа элементов. Определились с гарантией на элементы системы и гарантийными обязательствами. Четко обговорили необходимые регламентные работы и сервисное обслуживание. Лучше всего, если одна и та же фирма берет на себя все функции. И разработку проекта, и поставку компонентов, их монтаж и отладку системы, сервисное обслуживание и гарантийный ремонт вышедших из строя элементов. Если распределить эти процессы между несколькими никак не связанными между собой фирмами, вы рискуете столкнуться с постоянными упрёками в не профессиональности своих коллег или конкурентов от сотрудников разных фирм. В проект (за ваши деньги) постоянно будут вноситься разные корректировки и изменения. Закупка элементов по факту будет сильно отличаться от проектной. Монтаж будут производить люди, которых вы рискуете больше никогда не увидеть и совсем не потому, что всё работает безукоризненно. В конечном счете, окажется, что погоня за сомнительной экономией выльется в круглую копеечку.  Поэтому, лучше всего потратить немного времени и усилий, определяясь с одной, но проверенной фирмой, чтобы в конечном итоге получить то, что вы хотите, а не то, что могут вам собрать из того, что есть или так, как умеют.

Из чего состоит умный дом.  Всякая умная система состоит из нескольких элементов, которые работают согласованно по команде «мозгового центра». Здесь всё напоминает нервную систему человеческого тела. Весь дом пронизан жгутами проводов, по которым постоянно течет информация. От одних элементов к другим. Эта информация может передаваться в виде электрических сигналов, в виде питающих токов на исполнительные механизмы, радиоволн и  т.д.  Есть и нервные окончания, есть и глаза и уши. Есть мозг.

Одни элементы реагируют на какие-то раздражители (датчики). Другие передают информацию (кабели, провода и информационные шины). Третьи принимают решения (компьютеры и программное обеспечение), а четвертые выполняют команды (исполнительные элементы – моторы, приводы, сирены и т.д.). Познакомимся поближе.

Датчики и сенсоры. Эти устройства призваны реагировать на какой-то возбудитель и преобразовывать какой-либо получаемый сигнал от раздражителя в электрический информационный сигнал или радиоволну, которые будут переданы в «мозговой центр» для анализа и выработки определенного алгоритма поведения. Датчики бывают самые разные. Одни реагируют на свет и изменение освещенности. Другие на звук, третьи на воду или повышение влажности. Есть датчики, которые реагируют на дым, газ, огонь. На изменение объема, на изменение давления воздуха и т.д. Все они должны быть правильно установлены, проверены и отлажены для правильной работы. Бывают датчики комбинированные, которые могут одновременно реагировать на несколько возбудителей.

Таймеры. Эти устройства предназначены для включения и отключения потребителей в строго определенное время или в четкой временной последовательности. Таймеры бывают механические, электрические и электронные.

Примером самого простого механического таймера может служить обычный дедушкин будильник, в котором для начала работы надо завести пружину. Раскручиваясь, она будет передавать свою энергию шестеренкам и часовому механизму, который проработав определенное время, заданное пользователем, произведет сработку исполнительного механизма. В случае будильника это звонок. Такие устройства достаточно надёжны и долговечны, могут работать независимо от электричества, но в наш век уже морально устарели и характеризуются шумностью и зависимостью от погодных условий. Требуют внимательного ухода, смазки и периодического обслуживания.

Электрические таймеры могут превратить даже самую обычную квартиру в отдаленно напоминающую умный дом структуру. Они чаще всего могут просто вставляться в розетку, из которой они получают электропитание, или работать от портативного блока питания. С наружной стороны они оборудованы ответной розеткой для подключения потребителя и временным циферблатом с возможность программирования последовательности включений. К ним можно подключить что угодно. Хоть обычную лампочку, хоть тепловентилятор. Задать на часовой шкале время срабатывания, и, вставив в розетку, нажать кнопку пуска. При работе шкала циферблата будет проворачиваться, и прибор будет включаться в установленной последовательности. При включении также будет загораться маленький индикатор.

Электронные таймеры гораздо портативнее своих предшественников. Они могут работать в нескольких режимах. Могут считать время и вперед и назад до нуля. Потребляют гораздо меньше энергии и могут иметь встроенные аккумуляторы, чтобы исключить отказы при перебоях в подаче электроэнергии. Легко программируются, а индикация выводится на жидкокристаллические табло или мониторы.

Программаторы. Эти устройства используются для создания некоего алгоритма работы исполнительного устройства. Они также могут быть или механические или электронные. Чаще всего программаторы необходимы только при настройке системы. Они вставляются в приемное окно исполнительного механизма или подключаются к его сервисному разъёму. После передачи алгоритма (программы), они отключаются и убираются. При помощи такого устройства можно, к примеру, запрограммировать оросительную систему газона и она будет включаться самостоятельно. Время и зоны полива, расход и напор воды будут строго соответствовать программе.

Приборы управления контроля и индикации призваны передавать информацию пользователю в приемлемом для него виде, получать от него необходимые корректировки или команды и направлять их исполнительным устройствам. Оповещать пользователя о критических или опасных ситуациях. При отсутствии пользователя многие системы обладают необходимыми программами поведения и сами могут корректно среагировать на возможные проблемы.

Чаще всего для управления системами умного дома используется стационарный сервер. Он располагается либо в отдельном помещении, либо в рабочем кабинете владельца. Чтобы постоянно не бегать к компьютеру, в разных комнатах дома смонтированы информационные мониторы с кнопками управления. Чаще всего это плоская жидкокристаллическая панель или сенсорный монитор, реагирующий на прикосновения рук. С такого монитора можно проконтролировать поведение систем, задать новую программу для выбранного исполнительного устройства, или ввести код защиты от шалостей маленьких детей.

Еще одним из способов управления системами умного дома могут служить специальные пульты управления, внешне напоминающие пульты от телевизора. Отличие их в том, что они могут одновременно управлять сразу несколькими устройствами (есть пульты, к которым можно подключить до 60-ти устройств). Причем делают они это не направленным инфракрасным лучом, а по радиоканалу. При этом команды передаются в кодированном виде, чтобы исключить возможность перехвата и  подделки. Особенно это важно, когда похожими системами оборудованы близлежащие дома. Мы же не хотим, чтобы нашими окнами и шторами управлял сосед через дорогу со своего пульта. Или перехватив сигнал, в дом пробрались воры.

Исполнительные механизмы. Это практически любое устройство, которое может работать по команде, полученной по радио или в виде электрического сигнала. Это могут быть моторы, помпы, сервомеханизмы, цепные приводы мансардных окон, електроклапаны водопроводных кранов, сирены и т.д. У каждого своя роль в общем ансамбле.

Как работает умный дом. Чтобы понять, в чем отличие умного дома от обычного, можно провести сравнительный тест на примере двух одинаковых по архитектуре домов. У них будет одинаковая планировка, одинаковая кровля и отделка фасадов. Прилегающая территория тоже будет похожей. Только начинка у них будет разная. Посмотрим, как отличается жизнь обитателей этих домов.

Сначала посмотрим летом. Зайдем на участок обычного дома. Симпатичная лужайка. Аккуратно пострижен газон, только трава немного желтоватая и пожухлая. Хотя видно, что на дорожке лежит шланг для полива и хозяин им частенько пользуется. Вот тут он тянул его на другой край полянки и слегка примял несколько цветов, а тут неаккуратно дернул рукой и немного облил фасад.

Посмотрим теперь, что у соседа в умном доме. На прекрасной зеленой поляне стоят топчаны, на них отдыхают хозяева после тяжелой трудовой недели. На сочной зеленой траве резвятся дети и домашний любимец. Не видно ни шлангов, ни мокрых пятен. В чем секрет? В системе орошения газона. Она спрятана от нашего взгляда под землю и состоит из трубопроводов и форсунок. В строго назначенное время, обычно это рано утром, пока хозяева спят, а солнце только-только  показалось из-за горизонта и не палит изо всех сил, компьютер умного дома дает команду водяному насосу и электроклапанам. Пора работать. Насос включается и под давлением воды, из земли выскакивают маленькие форсунки, распыляя воду по газону. Каждая форсунка направлена в строго определенную сторону или опрыскивает назначенный ей сектор. По окончании работы, когда давление воды упадет, форсунки снова спрячутся в свои шахты. Когда хозяева проснуться, газон уже будет полон живительной влаги и будет защищен от палящего зноя. А сосед в обычном доме только начнет разматывать шланг.

Или вот еще пример. На втором этаже обоих домов расположены одинаковые ванные комнаты. По печальной случайности в самих ванных нет переливной горловины. Попросим хозяев одновременно открыть краны и спустится к нам. Уже через несколько минут мы увидим, что хозяин обычного дома несколько напряжен и немного нервничает. Он в панике от того, что мы его задерживаем, и он не уверен, в каком положении его ванная. Что в ней происходит, может вода уже льётся через край и вытекает в комнату. А может и того хуже, уже течет вниз на первый этаж, портя обои и отделку. Или закоротит электропроводку. Ладно, не будем его пугать и отпустим. А что же в умном доме? Возможен ли в нем потоп? Очень маловероятно. В случае перелива через край ванной, или раковины, или просто при прорыве трубы, расположенный в полу датчик среагирует на воду и даст тревожный сигнал компьютеру. Тут же раздастся звуковой сигнал, предупреждающий об опасной ситуации. Если хозяин никак не отреагировал, или его просто нет дома, компьютер дает команду на электроклапаны и они перекроют воду в стояке. Одновременно с этим на мобильный телефон или специальный пейджер хозяина будет передано соответствующее сообщение.

 Приблизительно также система поступит и при пожаре или утечке газа на кухне. При улавливании датчиками даже небольшой загазованности, еще не грозящей людям удушьем или  взрывом, система оповестит хозяев определенным звуковым сигналом. При нарастании концентрации газа, звуковой сигнал будет усиливаться, а компьютер даст команду на перекрытие газовой трубы и включит вытяжные устройства или откроет окна для замены загазованного воздуха. Опять-таки, на специальный пейджер хозяину будет передано сообщение об инциденте. А в случае пожара и повышения температуры, компьютер помимо перекрытия газового вентиля, включит систему пожаротушения и подаст тревожный сигнал на контрольный пульт пожарной части.

Самое интересное сравнение лучше всего провести морозным утром. Посмотрим, как проведут его наши соседи. Будет ли разница в их поведении и настроении?

Для жильца обычного частного дома утро начнется около шести часов утра, когда на улице еще достаточно темно, только белые сугробы снега отражают свет еще не спрятавшейся луны, а термометр показывает отрицательную температуру. Он проснется от того, что ему стало как-то неуютно. Прохладно. Решив отрегулировать подачу тепла в батареях, он будет вынужден пройти длинным коридором в сторону бойлерной. Споткнувшись в темноте о забытые детские игрушки, человек начнет шарить рукой по стене в поисках выключателя. Вспыхнувший яркий свет больно резанет по еще не проснувшимся глазам. Настроив отопление и выглянув в окно, житель обычного дома увидит занесенные снегом дорожки и обледеневшие ступеньки на крыльце. Надо идти очищать. И распашные ворота гаража надо откопать. Тоже намело. Если этого не сделать, то на работу придется ехать общественным транспортом. А так не хочется. Выйдя на улицу и вдохнув морозный воздух, мужчина обязательно поскользнется на ступеньках крыльца, и больно ударившись, пойдет искать зимнюю лопату, ворча что-то о зиме и незадавшемся утре. Поработав лопатой около часа и засыпав все дорожки песком и солью, наш герой побежит собираться на работу, понимая, что он уже опаздывает. Наспех перекусив и одевшись, он спустится в гараж. Сев в промерзшую машину и пожалев, что не прогрел её заранее, решит, что лето ему всё же нравится больше и несколько раз выскажется по поводу зимы и холодов.

Итог утра таковой: не выспавшийся, раздраженный, почти голодный, с несколькими ссадинами и уже слегка уставший, наш герой отправится на работу. Интересно, насколько полноценным сотрудником окажется он в эти сутки? Утренние пробки завершат полноту картины, а отрегулированный на максимум и потом забытый в суете утренних сборов котел, проработает целый день, накрутив на газовый счетчик довольно кругленькую сумму.

В умном доме всё будет происходить совсем по-другому. Его обладатель будет спокойно спать. Сон утром самый приятный. Температуру в комнатах регулирует компьютер. В спальнях она одна, в других помещениях чуть ниже. Нет нужды сильно отапливать помещения, которые не используются. Опять-таки, это экономит ресурс котла и бережет семейный бюджет. Котёл, кстати, менее мощный (и соответственно дешевле) чем у соседа, т.к. в доме использовано наружное утепление из базальтовой ваты. Этот утеплитель прекрасно бережет тепло дома зимой (а летом спасает от жары), не горит и является преградой для огня, прекрасно пропускает водяной пар через стены. Поэтому и металлопластиковые окна меньше запотевают зимними ночами и стены не отсыревают. За некоторое время до пробуждения хозяев, компьютер сам поднимет температуру в этих помещениях до необходимой людям. Одновременно с этим, он даст команду системе снеготаяния, которая расположена под дорожками во дворе, на ступеньках крыльца, вдоль водосточных желобов и труб, возле выезда из гаража. Электронагревательные кабели растопив лед и снег отключаться, оставив дорожки сухими и чистыми. Без траты соли, песка и времени.  Хозяева дома не поскользнуться, им на головы не обрушатся сосульки, а вид чистых дорожек придаст дому опрятности.

Владелец умного дома проснется более чем на час позже своего соседа. Бодрый и свежий он направится  в ванную. Датчик движения, почувствовав своего хозяина, включит приглушенный свет на лестнице. Не яркий. Такой, чтобы было безопасно. Захотите ярче, поверните реостат на стене. Проходя мимо кухни, человек увидит, что кофеварка уже включилась и готовит ему любимый напиток. Приятно подгоняемый этой мыслью, он быстро приведет себя в порядок и, возвращаясь на кухню, бросит мимолётный взгляд на контрольное табло на стене. Всё в порядке, всё исправно. Табло светится приятным зеленоватым светом. Во время завтрака, мужчина посмотрит утренние новости и будет в курсе последних событий и валютных курсов. Он уже сейчас знает, с чего надо будет начать рабочий день. В этот момент контрольное табло на стене мигнуло, и область гаража на плане дома замигала красным светом. Это сработала сигнализация и запустила двигатель машины дистанционно, как и было ей назначено. Ровно в семь сорок пять утра. Почувствовав выхлопные газы в гараже, компьютер проинформировал хозяина и приоткрыл кровельные окна гаража для проветривания. Для притока чистого воздуха в гараж, он немного приподнял гаражные ворота. Совсем чуть-чуть, так, что даже кошка не пролезет. Полностью он их откроет, когда хозяин дома будет выезжать из гаража. Перед посадкой в машину, мужчина нажмет на контрольном табло в гараже кнопку «ОХРАНА» и в подтверждение услышит короткий звуковой сигнал. Дом знает, что ему делать. Выждав, пока машина покинет гараж, компьютер опустит ворота и защитные роллеты на окнах, закроет мансардные окна, потушит лишний свет, оставив работать только нужные цепи, даст сигнал на пульт оператора охранной фирмы. Отопительный котел опять перейдет в режим экономного потребления топлива и понизит температуру в комнатах до минимально установленного уровня. В его программе оговорено время возвращения хозяина с работы. Вечером он заранее подготовит помещения к его прибытию. Если владелец дома вдруг захочет вернуться раньше обычного, то набрав с мобильного телефона особый код доступа, он предупредит компьютер дома о своем досрочном возвращении. И дом всё равно встретит его приветливым теплом.

Выспавшийся, бодрый и свежий сотрудник отлично проявит себя на рабочем месте. Его практически не беспокоят бытовые хлопоты, и он может полностью отдаться работе. Думая о деле, а не о своём уставшем теле, он будет принимать правильные решения и более оперативно реагировать на появляющиеся сложности. Руководство, скорее всего, высоко оценит такого сотрудника.

Это итог только одного утра. А учитывая то, что бытовых проблем за целый год может накопиться целая уйма, сравнительных примеров можно будет привести великое множество. Общий же вывод таков. Концепция умного дома доступна уже сегодня. И пусть первоначально она кажется дорогой и сложной в воплощении игрушкой, стоит всё же задуматься, насколько она окажется полезной в нашей повседневной жизни. Сколько хлопот и проблем может забрать у нас современная технология. Насколько может облегчить нам быт и улучшить качество и комфорт нашей жизни. А та экономия, которую может предложить нам разумное и дозированное использование природных ресурсов и наших денежных средств, численно покажет нам, что окупаемость подобной системы происходит еще в то время, когда до конца расчетного срока службы здания  остаются еще долгие годы.

Хохленков Михаил

Специально для журнала «Мастер»

Ноябрь 2008 г.