Dodatek specjalny 2016: Automatyka budynkowa

Automatyka i systemy budynkowe

Pomimo problemów sektora budowlanego i zróżnicowanej koniunktury w powiązanych branżach, sektor automatyki budynkowej jest generalnie na wieloletniej ścieżce wzrostowej. Wprawdzie ta ostatnia nie ma obecnie nachylenia takiego, jak w połowie zeszłej dekady, ale długoterminowy trend jest z pewnością dodatni. W niedawno opublikowanych wynikach badania firma Pike Research informuje, że wartość globalnego rynku systemów automatyki budynkowej w obiektach komercyjnych w latach 2011-2021 wzrośnie ponad dwukrotnie, tj. do około 150 mld dolarów rocznie. Branży sprzyjał będzie coraz większy nacisk kładziony na zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania budynków oraz konieczność zwiększenia efektywności energetycznej. Popularność systemów automatyki budynkowej będzie rosła również dzięki rozwojowi technologicznemu, głównie w zakresie możliwości transmisji danych oraz integracji z systemami informatycznymi. To ostatnie ułatwia gromadzenie i analizę danych, co z kolei pozwala efektywniej zarządzać obiektami.

Obszary najczęstszego wykorzystania automatyki budynkowej i systemów budynkowych

Z kolei BCC Research w jednej z analiz datowanej na okres odbicia na rynku po dekoniunkturze z 2009 roku, dokonuje podziału branży automatyki budynkowej w obiektach komercyjnych na kilka sektorów i przedstawia prognozę zmian ich wartości do zeszłego roku. Wtedy wartość sektora HVAC przekroczyła 34 mld dol., rynku związanego z automatyką w aplikacjach oświetleniowych - 15 mld, systemów zarządzania energią - 13 mld, natomiast bezpieczeństwa i BMS - odpowiednio 6 i 4 mld dolarów.

O ile ostatnia dekada była z pewnością okresem rozwoju automatyki budynkowej i wielu branż z nią związanych, o tyle jeszcze kilkanaście lat temu zastosowanie tych technologii nie było rozpowszechnione. W szczególności dotyczyło to systemów sterujących i komunikacyjnych, które pozwalałyby ma kontrolę pracy różnych instalacji i wymianę danych między nimi samymi.

Główne ograniczenia stanowiły wysokie koszty implementacji oraz brak uniwersalnych standardów i interfejsów pozwalających na współpracę urządzeń od różnych producentów. Jeżeli już tworzone były systemy związane z automatyką i nadzorowaniem pracy tego typu systemów, to bazowały one na technologiach własnościowych i dotyczyły instalacji w dużych obiektach komercyjnych czy budynkach użyteczności publicznej.

Przełomem było z pewnością opracowanie uniwersalnych, otwartych standardów komunikacyjnych, a wraz z nimi zwiększenie dostępności podzespołów umożliwiające bardziej ekonomiczne tworzenie instalacji - od tych w pokojach hotelowych, gdzie użytkownik reguluje temperaturę i kontroluje pracę urządzeń, do systemów BMS pozwalających na zarządzanie pracą całych obiektów infrastrukturalnych, biurowych czy przemysłowych.

Oczywiście równolegle wzrosły potrzeby samych odbiorców. Automatyzacja przynosi wiele korzyści związanych z bezpieczeństwem osób i ich komfortem, przez co jest postrzegana w dzisiejszych czasach nie tylko jako udogodnienie, ale wręcz coś koniecznego. Dzięki zastosowaniu pomiarów, monitorowania i zaawansowanego przetwarzania danych przekłada się ona również na kwestie wydajności energetycznej oraz daje możliwość oszczędności energii i mediów.

Rynek w Polsce

Koniunktura na rynku automatyki budynkowej w Polsce

Przedstawiciele firm związanych z omawianą branżą o obecnej sytuacji na rynku wypowiadają się generalnie pozytywnie. Kilka ostatnich lat w sektorze budownictwa w Polsce cechowało się jednak dużą, a wręcz bardzo dużą dynamiką zmian. Powodami były dwa przeciwne względem siebie czynniki - kryzys z 2009 roku oraz Euro 2012. Spowodowały one duże zmiany koniunktury w całym sektorze budowlanym oraz infrastrukturalnym, czego pochodną był zmieniający się popyt na komponenty i systemy automatyki.

Wpływ cytowanych wydarzeń na różne obszary rynku branżowego był zróżnicowany. Dekoniunktura spowodowała zatrzymanie wielu inwestycji w budownictwie mieszkaniowym, lecz tam wykorzystanie automatyki budynkowej jest relatywnie niewielkie w porównaniu do obiektów komercyjnych. Niewiele zmienił się zaś - jak wynika z komentarzy dostawców - popyt ze strony przemysłu na instalacje w zakładach, halach i podobnych obiektach.

Również inwestycje związane z dworcami i różnymi budynkami użyteczności publicznej odbywają się niejako na uboczu głównego nurtu w budownictwie, są planowane i realizowane z innego rodzaju pieniędzy niż choćby mieszkania, więc tutaj cykl koniunkturalny jest jeszcze inny.

W ostatnim z wymienionych przypadków oraz w branży infrastrukturalnej prawdziwym kołem zamachowym okazały się Mistrzostwa Europy w Piłce Nożnej, gdyż wiązały się one z wieloma inwestycjami i modernizacjami. Dotyczyło to jednocześnie nie tylko największych obiektów takich jak stadiony, ale też dworców, zaplecza hotelowego, infrastruktury.

Z drugiej strony zestawienie zysków i strat po półtora roku po Euro 2012 nie dla każdego jest satysfakcjonujące. Wielu wykonawców i podwykonawców pracujących choćby na stadionach o inwestycjach tych nie wypowiada się najlepiej, gdyż najzwyczajniej na nich nie zarobiło.

Odkładając na bok zawirowania ekonomiczno-gospodarcze, spójrzmy na statystykę najczęstszego wykorzystania automatyki budynkowej i pokrewnych systemów, którą przedstawiono na pierwszym z wykresów w publikowanej analizie. Zdaniem respondentów redakcyjnej ankiety, których przekrój obejmuje firmy produkcyjne, dystrybutorów i integratorów systemów, w Polsce automatyka budynkowa to przede wszystkim biurowce.

Tego typu obiekty są zazwyczaj w pełni klimatyzowane, "okablowane", mają wszystkie standardowe instalacje (z zakresu bezpieczeństwa, kontroli dostępu, itd.) oraz inne wymagane przez najemców i inwestorów - szczególnie te związane z energooszczędnością. Kolejne trzy miejsca zajęły prawie ex aequo hotele, apartamentowce oraz centra handlowe i rozrywkowe.

W przypadku tych budynków ważna jest możliwość indywidualnej kontroli klimatu, lokalnego sterowania systemami i pomiarów zużycia energii połączona z możliwością zarządzania całymi obiektami. Jeżeli zaś chodzi o dworce, aplikacje infrastrukturalne i użyteczności publicznej, które stanowią resztę listy, dostawcy automatyki mają do czynienia praktycznie z pełnym spektrum zagadnień omawianych w kolejnych rozdziałach. Według ocen lokalnych dostawców wartość krajowego rynku systemów automatyki budynkowej (przy czym należy to traktować rzeczywiście jako bardzo zgrubne szacunki) to 400-500 mln zł rocznie.

Inwestor-wykonawca-użytkownik

Odpowiedź na pytanie o charakter sprzedaży podzespołów automatyki budynkowej

Specyfiką omawianej branży i jednocześnie tym, co prawdopodobnie w największym stopniu odróżnia ją od przemysłu, jest bardziej złożona struktura, jeżeli chodzi o stronę popytową. O ile w przemyśle inwestorem - przykładowo firmą tworzącą linię lub modernizującą instalację - jest typowo użytkownik tych ostatnich, o tyle w budownictwie podmioty te są często rozdzielne.

Tak jest szczególnie w przypadku biurowców oraz apartamentowców, gdzie po jednej stronie znajduje się inwestor (ewentualnie deweloper), po drugiej zaś najemca lub kupujący. Do układanki dochodzi jednocześnie zarządzający później budynkiem podczas jego użytkowania oraz - w okresie samej inwestycji - jej wykonawca. Aby sprawę skomplikować jeszcze bardziej, należy wypunktować wielu podwykonawców specjalizujących się w omawianych instalacjach i pracujących na rzecz generalnego wykonawcy.

Ostatnie z firm, których odpowiednikami w przemyśle są integratorzy systemów, stanowią głównych odbiorców komponentów do tworzenia omawianych systemów. Przedsiębiorstwa takie często blisko współpracują z producentami sprzętu i oprogramowania oraz specjalizują się w konkretnych typach obiektów.

Oferują one zazwyczaj pakiet usług, począwszy od projektu instalacji, poprzez wdrożenie do uruchomienia i późniejszego serwisu, przez co trudno je traktować jedynie jako wykonawców czy wręcz monterów. W rzeczywistości jest wręcz przeciwnie - to one stanowią forpocztę dostawców technologii u klientów (ew. generalnych wykonawców) i mają często znaczący wpływ na przebieg wdrożenia oraz ostateczny kształt instalacji.

W Polsce działa kilka, kilkanaście dużych firm zajmujących się tego typu działalnością. Oczywiście dotyczy to największych przedsiębiorstw, które obsługują duże inwestycje komercyjne - firm małych, działających w szczególności na rynku budownictwa mieszkaniowego, jest bowiem o rzędy wielkości więcej.

Omówiona specyfika rynku, tj. istnienie zależności inwestor-wykonawca-użytkownik, sprawia, że producentom automatyki budynkowej i firmom tworzącm systemy stawia się liczne, nieraz sprzeczne wymagania. Inwestorom zależy przede wszystkim na wybudowaniu obiektu o założonych parametrach przy jak najniższych kosztach, natomiast wykonawcom chodzi o jak najszybszą realizację kontraktu i maksymalizację zysku w stosunku do ponoszonych wydatków.

Na czym zarabia się w branży? - odpowiedzi na pytanie

Największą niewiadomą są tu użytkownicy, gdyż na etapie inwestycji są oni często nieznani i wymogi trzeba formułować niejako w ich imieniu. Z dużym prawdopodobieństwem można jednak założyć, że będzie ich interesował jak najwyższy standard za jak najlepszą cenę. Pod tym pierwszym należy rozumieć m.in. zapewnianie komfortu, możliwość zarządzania zużyciem mediów, bezpieczeństwo, dostępność pakietu w zakresie teleinformatycznym, itd., natomiast cena dotyczy przede wszystkim jak najmniejszych kosztów użytkowania obiektu.

Jak powyższe fakty wpływają na wymagania stawiane dostawcom automatyki? Liczy się przede wszystkim niski koszt wdrożenia i użytkowania, odpowiednie parametry i niezawodność przekładająca się na długi czas pracy instalacji. Marka producenta jest też ważna, choć wymieniana ona była rzadziej i uznać można, że patrzy się na nią raczej przez pryzmat pozostałych cech.

Pewnego rodzaju niespodzianką jest zaś wysoki wynik w przypadku kwestii swobody przyszłej rozbudowy instalacji. Jak się okazuje, coraz częściej stawia się na takie rozwiązania, które cechują się otwartością, a więc też możliwością dokonywania późniejszych zmian, w tym z wykorzystaniem również komponentów od innych dostawców, niż pierwotni.

Pojawiają się też wymagania bardziej szczegółowe - np. swobodnie programowalne sterowniki obiektowe powinny mieć biblioteki pozwalające na szybkie tworzenie systemów dla typowych aplikacji. Jeden z respondentów przytacza tutaj jako przykład sterowniki umożliwiające wykonanie automatyki centrali wentylacji i klimatyzacji w ciągu dwóch godzin.

Liczy się energooszczędność

Najpopularniejsze zdaniem respondentów marki sterowników i pokrewnych urządzeń do zastosowań w systemach budynkowych (im większa na rysunku nazwa firmy, tym popularniejsza jest ona w tej branży w kraju)

O ile wykorzystany w zestawieniu tabelarycznym podział instalacji na sanitarne, elektroenergetyczne, HVAC i niskonapięciowe jest jednym ze sposobów segmentacji rynku, o tyle w praktyce przebieg inwestycji sprawia, że granice te się zacierają. Generalni wykonawcy oraz inwestorzy poszukują też coraz częściej firm, które nie zajmują się jedynie wybranymi systemami automatyki budynkowej.

Kontrakty dotyczą często, cytując przedstawiciela Qumak-Sekom, pełnego pakietu obejmującego projektowanie, wykonawstwo systemów oraz ich integrację w obrębie instalacji teletechnicznych i elektroenergetycznych. Trzeba jednak też definitywnie rozdzielić tutaj branżę na systemy instalowane w domach prywatnych i rynek systemów automatyki budynkowej w dużych obiektach komercyjnych. Ten pierwszy jest bowiem domeną niewielkich firm instalacyjnych - dodaje nasz respondent.

Kompleksowość dotyczy również samych systemów automatyki budynkowej. Zdaniem części respondentów omawiane rozwiązania rozwijane są (i będą w przyszłości) w kierunku zapewniającym możliwość jeszcze większej integracji systemów występujących dotychczas niezależnie - np. sygnalizacji pożaru, DSO i innych.

W tym procesie ważnym elementem jest unifikacja w zakresie sieci komunikacyjnych, w szczególności coraz częstsze korzystanie ze wspólnej platformy okablowania strukturalnego i komunikacji bazującej na Ethernecie. Część firm również coraz chętniej sięga po technologie komunikacji bezprzewodowej, które pozwalają na "sprzęgnięcie" odległych od siebie instalacji. Integracji sprzyja wreszcie popularyzacja systemów BMS.

Hasło to pojawiało się wielokrotnie i oznacza systemy zarządzania budynkiem, a więc takie, które agregują dane z różnych podsystemów, pozwalają na ich automatyczną analizę i prezentowanie wyników operatorom. Swoim zasięgiem obejmować mogą one właściwie wszystkie występujące w budynku instalacje monitorujące i nadzorujące prace poszczególnych elementów, w tym przede wszystkich HVAC, kontroli dostępu, telewizji dozorowej czy przeciwpożarową. Systemy takie pomagają też sprawnie zarządzać budynkiem oraz redukować jego koszty użytkowe.

Jedną z synergii zapewnianych przez jednoczesne korzystanie z danych z różnych instalacji i wspólną kontrolę tych ostatnich jest zmniejszanie zużycia energii i mediów. Przy projektowaniu systemów sterowania oraz różnych instalacji coraz częściej brane są pod uwagę właśnie koszty eksploatacji i do tych ostatnich dopasowywane cechy systemów sterowania.

O tym, że tematyka ta jest ważna dla inwestorów i późniejszych użytkowników obiektów, świadczy rosnąca liczba certyfikatów w zakresie tzw. zielonego budownictwa. Łączy ona zarówno optymalizację pracy systemów, jak też odpowiednie zarządzanie obiektami. W tym zakresie warto wskazać takie programy certyfikacji jak LEED (Leadership in Energy and Enviromental Design) oraz BREEAM (BRE Environmental Assessment Metod), które coraz częściej wykorzystywane są też na naszym podwórku.

Warto zwrócić również uwagę na nowe normy - m.in. PN-EN 15232:2012, która dotyczy funkcji systemów automatyzacji budynków oraz technicznego zarządzania, które mają wpływ na energetyczne właściwości budynków. We wszystkich tych zagadnieniach automatyka odgrywa rolę kluczową, gdyż pozwala ona, wraz z odpowiednimi praktykami w zakresie zarządzania obiektami, na osiąganie wymiernych korzyści ekologicznych i zarazem ekonomicznych.

Wartość globalnego rynku energooszczędnych instalacji HVAC w latach 2013-2020 Rynek energooszczędnych instalacji HVAC w liczbach Według Navigant Research wartość rynku energooszczędnych instalacji HVAC wzrośnie z 17 mld dol. w 2013 do ponad 33 mld dol. w 2020 roku. Największy popyt przewidywany jest w rejonie Azji i Pacyfiku - jego udział w ich światowym rynku w 2020 ma przekroczyć 50%. Istotną częścią omawianej branży będzie sektor systemów sterowania instalacjami energooszczędnego grzania, chłodzenia, wentylacji i klimatyzacji. Przewiduje się, że zapotrzebowanie na czujniki, sterowniki i termostaty zwiększy się pomiędzy 2014 a 2023 rokiem z 34 mln do ponad 70 mln sztuk rocznie.