CapÃtulo 1 : Automação de edifícios
O controlo centralizado automático dos sistemas elétricos, de iluminação, sombreamento, controlo de acessos, segurança e outros sistemas associados de um edifício é conhecido como automação de edifícios (BAS), por vezes conhecido como sistema de gestão de edifícios (BMS) ou sistema de gestão de energia do edifício (BEMS). Maior conforto dos ocupantes, gestão eficaz do sistema do edifício, menor consumo de energia, menores despesas operacionais e de manutenção e melhor segurança são alguns objetivos da automação predial.
O BAS pode monitorizar o desempenho e as falhas dos dispositivos, manter o clima de um edifício dentro de um determinado intervalo, iluminar as divisões com base na ocupação e alertar o pessoal de manutenção do edifício para avarias. Em comparação com uma instalação que não é gerida, um BAS esforça-se por reduzir as despesas de energia e manutenção do edifício. Enquanto as estruturas mais antigas podem ser adaptadas com um novo BAS, a maioria dos edifícios comerciais, institucionais e industriais construídos após 2000 apresentam um BAS.
É comum referir-se a um edifício controlado por um BAS como um edifício inteligente, "edifício inteligente" ou (se for uma casa) uma "casa inteligente". Historicamente, o BACnet e outros protocolos confiáveis e fortes têm sido utilizados em instalações comerciais e industriais, enquanto as residências têm usado protocolos proprietários como o X-10.
Quase todos os edifícios verdes de vários andares são construídos para suportar um BAS para as características de conservação de energia, ar e água. A resposta à procura de dispositivos elétricos e a ventilação mais complexa e a monitorização da humidade necessárias para edifícios isolados "apertados" são funções típicas do BAS. A maioria das estruturas verdes também utiliza o maior número possível de aparelhos CC de baixa potência. O gerenciamento da coleta de calor, sombreamento e ventilação, e o uso do dispositivo de programação muitas vezes exigirão um BAS, mesmo em um design passivhaus que visa consumir energia líquida zero.
Grandes projetos com sofisticados sistemas mecânicos, de climatização e elétricos utilizam frequentemente sistemas de gestão de edifícios. Normalmente, os sistemas ligados a um BMS representam 40% do consumo de energia de um edifício; Quando se tem em conta a iluminação, esta percentagem aproxima-se dos 70%. Um elemento-chave na gestão da procura de energia são os sistemas BMS. De acordo com estimativas, os sistemas BMS construídos incorretamente consomem 20% da energia utilizada nos edifícios, ou cerca de 8% do consumo total de energia do país.
Os sistemas BMS ligam-se ocasionalmente ao controlo de acesso (catracas e portas de acesso que regulam quem tem permissão de acesso e saída para o edifício) ou outros sistemas de segurança, como circuito fechado de televisão (CCTV) e detetores de movimento, para além de gerirem o ambiente no interior do edifício. Elevadores e sistemas de alarme de incêndio são ocasionalmente conectados a um BMS para monitoramento. Apenas o painel de alarme de incêndio tem a capacidade de fechar os amortecedores do sistema de ventilação para impedir que a fumaça se espalhe, desligar os manipuladores de ar, ligar os ventiladores de evacuação de fumaça, enviar todos os elevadores para o nível do solo e estacioná-los para evitar que alguém os use em caso de incêndio.
Foram incluídos métodos de resposta a catástrofes (como o isolamento da base) nos sistemas de gestão de edifícios para proteger as estruturas contra sismos. Recentemente, empresas e governos começaram a tentar criar soluções comparáveis para áreas costeiras em risco de aumento do nível do mar e zonas de inundação. O ambiente flutuante autoajustável é baseado na tecnologia já usada para flutuar pistas e pontes de concreto, como o Mega-Float do Japão e o SR 520 de Washington.
Uma medição variável é lida usando uma entrada analógica. Termistor, 4-20 mA, 0-10 volts, termômetro de resistência de platina (detetor de temperatura de resistência) ou sensores sem fio são alguns exemplos de sensores de temperatura, umidade e pressão.
O estado de um dispositivo pode ser determinado por uma entrada digital. Um interruptor de contato de porta, um interruptor de corrente, um interruptor de fluxo de ar ou um contato de relé livre de tensão são alguns exemplos de entradas digitais (contato seco). As entradas de pulso, que contam os pulsos ao longo do tempo, também podem ser usadas como entradas digitais. Um medidor de vazão de turbina que transmite informações de fluxo como uma frequência de pulsos para uma entrada é um exemplo.
Monitorização de carga não intrusiva
Um dispositivo, como um variador de frequência, um transdutor I-P (corrente para pneumática), uma válvula ou atuador de amortecedor, é controlado pela velocidade ou posição de uma saída analógica. Uma válvula de água quente que abre 25% para manter um setpoint é um exemplo. Um variador de frequência que aumenta gradualmente um motor para evitar um arranque brusco é outra ilustração.
Relés e interruptores, bem como a condução de uma carga quando instruído, podem ser abertos e fechados usando saídas digitais. Uma ilustração seria iluminar o estacionamento quando uma fotocélula deteta que está escuro do lado de fora. Outro exemplo seria permitir que 24VDC/AC fluam através da saída alimentando a válvula para abri-la. As saídas de pulso, que geram uma frequência de pulsos durante um determinado período de tempo, também podem ser classificadas como saídas analógicas. Um medidor de energia que calcula kWh e emite impulsos nas frequências apropriadas é um exemplo.
Em essência, os controladores são computadores em miniatura com capacidades de entrada e saída. Esses controladores estão disponíveis em uma variedade de tamanhos e têm a capacidade de gerenciar sub-redes de controladores, bem como dispositivos de construção encontrados regularmente.
Um controlador pode ler entradas para determinar a temperatura, umidade, pressão, fluxo de corrente, fluxo de ar e outras variáveis cruciais. As saídas dão ao controlador a capacidade de comunicar comandos e sinais de controle para outros componentes do sistema e dispositivos escravos. Entradas e saídas analógicas ou digitais também são possíveis. Dependendo do fabricante, as saídas digitais também são por vezes referidas como discretas.
Controladores lógicos programáveis (CLPs), controladores de sistema/rede e controladores de unidade terminal são os três tipos de controladores comumente utilizados na automação de edifícios. No entanto, um dispositivo separado também pode estar presente para ligar sistemas externos (como um sistema de ar condicionado autônomo) em um sistema centralizado de automação predial.
Uma unidade de telhado de pacote, bomba de calor, caixa VAV, fan coil, etc. são apenas alguns exemplos dos dispositivos mais simples que podem ser controlados por controladores de unidade terminal. Em vez de ter que desenvolver uma nova lógica de controle, o instalador muitas vezes escolhe uma das personalidades pré-programadas que é mais adequado para o dispositivo a ser controlado.
Um dos dois ou mais modos de operação de um sistema de automação predial é a ocupação. Outros modos típicos são desocupado, aquecimento matinal e contratempo noturno.
Na maioria das vezes, a ocupação é determinada por agendamento. Quando um edifício está em modo de ocupação, o BAS visa proporcionar um ambiente confortável e iluminação adequada. Isto é frequentemente conseguido através de controlo baseado em zonas, que permite aos utilizadores de um lado do edifício ter um termostato (ou outro sistema, ou subsistema) diferente dos utilizadores do outro lado.
O controlador recebe feedback de um sensor de temperatura na área para que possa fornecer aquecimento ou resfriamento, conforme necessário.
Quando ativado, o modo de aquecimento matinal (MWU) é executado antes de uma sala ser ocupada. O BAS tenta fazer com que o edifício atinja o setpoint a tempo da ocupação durante o aquecimento matinal. Para maximizar o MWU, o BAS frequentemente leva em conta as condições ao ar livre e o desempenho passado. Além disso, conhecido como um ótimo começo.
Sensores de ocupação são usados em alguns edifícios para ligar o ar condicionado ou luzes. O controlo da climatização não é frequentemente iniciado diretamente por um sensor de ocupação, devido ao potencial para longos prazos de entrega antes de um local estar adequadamente fresco ou aquecido.
Com um sistema de automação de edifícios ou gestão de iluminação, a iluminação pode ser ligada, desligada ou diminuída dependendo da hora do dia, bem como com base no sensor de ocupação, fotosensores e temporizadores. Uma prática comum é iluminar uma sala por 30 minutos após o último movimento ter sido detetado. A fim de ajustar a iluminação nos escritórios exteriores e no estacionamento, uma fotocélula colocada fora do edifício pode detetar a noite e a hora do dia.
A resposta da procura é também um ajuste natural para a indústria da iluminação, uma vez que muitos sistemas de controlo permitem aos utilizadores escurecer (ou desligar) as luzes para beneficiar de incentivos DR e poupanças de custos.
O barramento de campo Digital Addressable Lighting Interface pode ser usado como base para o controle de iluminação em estruturas contemporâneas (DALI). As lâmpadas totalmente reguláveis têm balastros DALI. Nas luminárias DALI, a DALI também pode detetar falhas de lâmpada e lastro e falhas de...
