La automatización de edificios se encarga de monitorear y controlar los sistemas de un edificio, que incluyen: plomería, seguridad, sistemas contra incendios e inundaciones, iluminación, calefacción, ventilación y aire acondicionado.
En comparación con un edificio no controlado, un edificio con un BAS (Building Automation System) tiene menores costos de energía y mantenimiento.
Hay muchos componentes en un sistema de automatización de edificios que requieren un poco de explicación para comprender los beneficios de instalar un sistema de este tipo que pueden no quedar inmediatamente claros hasta que comprenda los mecanismos que impulsan estos sistemas.
Es por eso que creamos esta guía definitiva para ayudarles a entender los sistemas de automatización de edificios. Está diseñado para ser una lectura fácil, pero puede usar los enlaces al final para consultar y hacer su propia investigación. A continuación los tópicos que trataremos en esta pequeña guía:
- ¿Qué es la automatización de edificios?
- ¿Qué se entiende por «controlado»?
- La evolución de los edificios inteligentes
- Términos para entender
- ¿Cómo funcionan los sistemas de automatización de edificios?
- Qué puede hacer un BAS
- El papel de los controladores
- ¿Por qué son útiles los sistemas de automatización de edificios?
- Ahorro de dinero
- Confort y Productividad
- Amigable con el medio ambiente
¿QUÉ ES LA AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS?
La automatización de edificios se refiere más ampliamente a la creación de sistemas centralizados y en red de monitores de hardware y software, y controla los sistemas de instalaciones de un edificio (electricidad, iluminación, plomería, HVAC, suministro de agua, etc.)
Cuando las instalaciones son monitoreadas y controladas de manera integrada, esto crea un ambiente de trabajo mucho más confiable para los inquilinos del edificio. Además, la eficiencia introducida a través de la automatización permite que el equipo de administración de las instalaciones del edificio adopte prácticas más sostenibles y reduzca los costos de energía.
Estas son las cuatro funciones principales de un sistema de automatización de edificios:
- Para controlar el entorno del edificio
- Para operar sistemas según la ocupación y la demanda de energía
- Para supervisar y corregir el rendimiento del sistema
- Para alertar o hacer sonar las alarmas cuando sea necesario
En niveles óptimos de rendimiento, un edificio automatizado es más ecológico y más fácil de usar que un edificio no controlado.
¿Qué se entiende por «controlado»?
Un componente clave en un sistema de automatización de edificios se llama controlador, que es una computadora pequeña y especializada. Exploraremos exactamente cómo funcionan en una sección posterior. Por ahora, es importante comprender las aplicaciones de estos controladores.
Los controladores regulan el rendimiento de varias instalaciones dentro del edificio. Tradicionalmente, esto incluye lo siguiente:
- Sistemas mecánicos
- Sistemas eléctricos
- Sistemas de fontanería
- Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado
- Sistemas de iluminación
- Sistemas de seguridad
- Sistemas de vigilancia
Un sistema de automatización de edificios más robusto incluso puede controlar los sistemas de seguridad, el sistema de alarma contra incendios y los ascensores del edificio.
Para comprender la importancia del control, ayuda a imaginar un sistema mucho más antiguo, como un antiguo sistema de calefacción. Tome estufas de leña, por ejemplo. Cualquiera que calentara sus edificios a través de fuego de leña puro no tenía manera de regular con precisión la temperatura, o incluso la salida de humo. Además, alimentar ese fuego fue un esfuerzo manual.
Avance rápido de 150 años: los sistemas de calefacción se pueden regular con controladores inteligentes que pueden establecer la temperatura de una habitación específica en un grado preciso. Y se puede configurar para que se enfríe automáticamente durante la noche, cuando no hay nadie en el edificio.
La tecnología que existe hoy permite a los edificios esencialmente aprender de sí mismos. Un moderno sistema de automatización de edificios supervisará las diversas instalaciones que controla para comprender cómo optimizar para obtener la máxima eficacia. Ya no se trata de calentar una habitación a una temperatura específica; los sistemas de hoy en día pueden aprender quién ingresa a qué habitaciones y en qué horarios para que los edificios se puedan adaptar a las necesidades de los inquilinos, y luego conservar energía cuando no se necesita.
Existe una superposición creciente entre la idea de controlar un edificio y aprender de todos los datos que el sistema recopila. Es por eso que los edificios automatizados se llaman «edificios inteligentes» o «edificios inteligentes».
Y se vuelven más inteligentes todo el tiempo.
LA EVOLUCIÓN DE LOS EDIFICIOS INTELIGENTES
Kevin Callahan, escribiendo para Automation.com, apunta a la creación del termostato de la incubadora, para mantener los huevos de gallina calientes y permitir que nazcan, como el origen de los edificios inteligentes.
Al igual que la mayoría de las tecnologías, la automatización de la construcción ha avanzado justo en el transcurso de nuestra vida a un ritmo que habría desconcertado a los gerentes e ingenieros de las instalaciones en, por ejemplo, la década de 1950. En aquel entonces, los edificios automatizados dependían de controles neumáticos en los que el aire comprimido era el medio de intercambio para los monitores y controladores del sistema.
En la década de 1980, los microprocesadores se habían vuelto lo suficientemente pequeños y lo suficientemente baratos como para poder implementarlos en los sistemas de automatización de edificios. Pasar del aire comprimido a controles analógicos a controles digitales fue nada menos que una revolución. Una década más tarde, se introdujeron protocolos abiertos que permitieron a las instalaciones controladas comunicarse entre sí. Con el cambio de milenio, la tecnología inalámbrica permitió que los componentes se comunicaran sin cables.
Términos para entender
Al principio, los términos que usan los profesionales de la automatización de edificios parecen un gran juego de sopa de letras. Hay acrónimos en todas partes. Y como el vicepresidente de marketing de Lynxspring, Marc Petock, señaló en LinkedIn, algunas personas consideran que muchos de estos términos son intercambiables. Vamos a aclarar este problema ahora:
Building Management System (BMS) y Building Control System (BCS) : estos son términos más generales para los sistemas que controlan las instalaciones de un edificio, aunque no son necesariamente sistemas de automatización.
Sistema de automatización de edificios (BAS) : un BAS es un subconjunto de los sistemas de gestión y control mencionados anteriormente y puede formar parte del sistema BMS o BCS de mayor tamaño. Dicho esto, la gestión de edificios y la automatización de edificios se han solapado tan completamente en los últimos años que es comprensible que las personas utilicen esos términos indistintamente.
Sistema de gestión de energía (EMS) y sistema de control de gestión de energía (EMCS) : estos son sistemas que se ocupan específicamente del consumo de energía, medición, etc. Hay suficiente superposición entre lo que hace un BAS y lo que hace un EMS que también podemos considerar.
Control digital directo (DDC) : esta es la innovación que surgió gracias a los microprocesadores pequeños y asequibles de los años ochenta. DDC es el método por el cual se comunican los componentes de un sistema digital.
Interfaz de programación de aplicaciones (API) : este es un término común en la programación de computadoras. Describe el código que define cómo dos o más piezas de software se comunican entre sí.
Lo que hace que la terminología sea particularmente complicada es que la tecnología evoluciona tan rápido que es difícil saber en qué momento se debe aplicar un nuevo término. Luego, también tiene profesionales en diferentes países que usan términos diferentes pero que aún tienen que comunicarse entre sí. Solo prepárate para que la terminología esté en un estado de flujo.
¿CÓMO FUNCIONAN LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS?
BAS básico tiene cinco componentes esenciales:
- Sensores : dispositivos que miden valores como la salida de CO2, la temperatura, la humedad, la luz del día o incluso la ocupación de la habitación.
- Controladores : estos son los cerebros de los sistemas. Los controladores toman datos de los recolectores y deciden cómo responderá el sistema.
- Dispositivos de salida : ejecutan los comandos del controlador. Los dispositivos de ejemplo son relés y actuadores.
- Protocolos de comunicación : piense en estos como el idioma que se habla entre los componentes del BAS. Un ejemplo popular de un protocolo de comunicaciones es BACnet.
- Panel de control o interfaz de usuario : estas son las pantallas o interfaces que los humanos usan para interactuar con el BAS. El tablero es donde se informan los datos del edificio.
[La mayor parte de la actividad dentro de un BAS se lleva a cabo fuera de la vista de los ocupantes de un edificio. Los colectores son discretos, y los controladores y dispositivos de salida están ocultos a la vista, al igual que el cableado y la plomería.
¿Qué puede hacer un BAS?
- Puede configurar los sistemas de iluminación y HVAC para operar en un horario que hace que esos sistemas sean más inteligentes y más eficientes.
- Puede hacer que los diversos componentes e instalaciones dentro de un edificio se coordinen y trabajen juntos para lograr una mayor eficiencia general.
- Puede optimizar el flujo de aire exterior entrante para regular la frescura, la temperatura y la comodidad dentro del edificio.
- Puede indicarle cuándo una unidad de HVAC funciona tanto en calefacción como en refrigeración, lo que ayuda a reducir los costos de los servicios públicos.
- Puede saber cuándo se produce una emergencia, como un incendio, y apagar las instalaciones que podrían poner en peligro a los ocupantes del edificio.
- Puede detectar un problema con una de las instalaciones del edificio, como, por ejemplo, un ascensor que se atasca con las personas que están dentro, y enviar un mensaje instantáneo o un correo electrónico al administrador de la instalación del edificio para alertarlo del problema.
- Puede identificar quién y cuándo alguien está entrando y saliendo de un edificio
- Puede encender una cámara para comenzar a grabar cuando tiene lugar la actividad, y enviar una alerta y dirigir el avance de la cámara al equipo de seguridad y al administrador de la instalación.
- ¿Hay otras funciones que aborden puntos débiles claros para los propietarios de edificios / administradores de instalaciones?
El papel de los controladores
Los controladores son los cerebros del BAS, por lo que requieren un poco más de exploración. Como se mencionó anteriormente, el advenimiento de los módulos de control digital directo abrió todo un universo de posibilidades para la automatización de edificios.
Un controlador digital puede recibir datos de entrada, aplicar lógica (un algoritmo, tal como lo hace Google con datos de búsqueda) a esa información, y luego enviar un comando en función de qué información se procesó. Esto se ilustra mejor a través del bucle DDC de tres partes básico:
- Digamos que un sensor detecta un aumento en la temperatura en la sala de juntas de una empresa cuando se sabe que la habitación está desocupada.
- El controlador aplicará la lógica de acuerdo con lo que sabe: que no se espera a nadie en esa habitación, por lo que no hay demanda de calor adicional, por lo que no es necesario calentar esa habitación. (Nota: el algoritmo con el que un controlador procesa la información es en realidad mucho más complejo que el representado en este ejemplo). Luego envía un comando al sistema de calefacción para reducir la producción.
- La unidad de calentamiento real para la sala de juntas en cuestión recibe esa orden y marca su salida de calor. Todo esto parece suceder casi instantáneamente.
¿POR QUÉ SON ÚTILES LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN DE EDIFICIOS?
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Los beneficios de la automatización de edificios son múltiples, pero las razones reales por las que los gerentes de instalaciones adoptan los sistemas de automatización de edificios se dividen en tres grandes categorías:
- Ahorran dinero a los propietarios de edificios
- Permiten que los ocupantes del edificio se sientan más cómodos y sean más productivos
- Reducen el impacto ambiental de un edificio
Ahorro de dinero
El lugar donde un BAS puede ahorrarle al dueño de un edificio una cantidad significativa de dinero es en facturas de servicios. Un edificio más eficiente en energía simplemente cuesta menos para funcionar.
Un edificio automatizado puede, por ejemplo, aprender y comenzar a predecir la construcción y la ocupación de la sala, como se demostró anteriormente con el ejemplo de la sala de juntas calentada. Si un edificio puede saber cuándo disminuirá o disminuirá la demanda de iluminación o instalaciones de HVAC, entonces podrá volver a marcar la salida cuando la demanda sea menor. Los ahorros de energía estimados de simplemente monitorear el rango de ocupación de 10-30%, que pueden sumar miles de dólares ahorrados en servicios públicos cada mes.
Además, un edificio también puede sincronizarse con el entorno exterior para obtener la máxima eficiencia. Esto es más útil durante la primavera y el verano, cuando hay más luz del día (y por lo tanto, menos demanda de iluminación interior) y cuando hace más calor afuera, lo que permite que el edificio aproveche la circulación de aire natural para mayor comodidad.
La recopilación de datos y la generación de informes también hacen que la gestión de las instalaciones sea más rentable. En el caso de una falla en algún lugar dentro del sistema, esto se informará directamente en el panel de BAS, lo que significa que un profesional de la instalación no tiene que perder tiempo buscando e intentando diagnosticar el problema.
Finalmente, la optimización de las operaciones de las diferentes instalaciones de construcción extiende la vida del equipo real, lo que significa una reducción en los costos de reemplazo y mantenimiento.
Por lo general, los administradores de las instalaciones encuentran que el dinero que les ahorra un BAS compensará con el tiempo la instalación y la implementación del sistema en sí.
Confort y Productividad
Un control más inteligente sobre el entorno interno del edificio mantendrá a los ocupantes más contentos, reduciendo así las quejas y el tiempo dedicado a resolver esas quejas. Además, los estudios han demostrado que una mejor ventilación y calidad del aire tienen un impacto directo en los resultados de la empresa: los empleados toman menos días de enfermedad y una mayor comodidad permite a los empleados concentrarse en su trabajo, lo que les permite aumentar su productividad individual.
«Los beneficios de valor promedian $ 25.00 / pie cuadrado», escribe la Metropolitan Energy Policy Coalition de Minnesota. «Con la disminución de días de enfermedad se tradujo en un impacto neto de alrededor de $ 5,00 / pie cuadrado y un aumento en la productividad traducida en un impacto neto de alrededor de $ 20.00 / pie cuadrado».
Amigable con el medio ambiente
La clave del impacto ambiental reducido de un edificio automatizado es su eficiencia energética. Al reducir el consumo de energía, un BAS puede reducir la producción de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad del aire interior del edificio, el último de los cuales se relaciona con las preocupaciones sobre la productividad de los ocupantes.
Además, un edificio automatizado puede monitorear y así controlar el desperdicio en instalaciones tales como los sistemas de plomería y aguas residuales. Al reducir el desperdicio a través de eficiencias, un BAS puede dejar una huella ambiental aún más pequeña. Además, una agencia gubernamental reguladora podría recopilar los datos del BAS para validar realmente el consumo de energía de un edificio. Esto es clave si el propietario del edificio está tratando de lograr LEED o algún otro tipo de certificación.
Fuentes
- http://xinca.com/elements-intelligent-buildings-2734.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Building_automation
- https://members.questline.com/presentations/20140403ConsumersEnergyBuildingAutomationSystems.pdf
- http://highperformancehvac.com/building-automation-systems-hvac-control/
- http://www.automation.com/portals/industries/building-automation/the-evolution-of-building-automation-systems-bas
- http://highperformancehvac.com/ddc-systems-direct-digital-controls/
- http://www.automatedbuildings.com/news/apr14/articles/skyfoundry/140312090000skyfoundry.html
- http://automatedbuildings.com/news/apr12/articles/8760inc/1203240751018760inc.html
- http://www.mepc-mn.org/Understanding%20Your%20Utility%20Bill/Benefits%20of%20Building%20Automation%20Systems%20with%20EMS%20Logo.pdf
- http://www.buildingautomationsystem.org/Benefits-Of-Building-Automation-Systems.html
- http://www.kmccontrols.com/docs/Building_Sustainability.pdf
