Система пожежогасінні однієї з найкрупніших хмарочосів «Моськва-ситі» - «Північної башти» - складається із спринклерных систем і пожежних кранів, де встановлені різні комбінації насосів GRUNDFOS серіїв ТР і CR. Всі ці агрегати через шини PROFIBUS управляються з єдиної диспетчерської «Північної башти». Тим самим забезпечується безпека від багаторівневого підземного гаража і стилобату до 27-го поверху центрального атриума.
У XX в. «висотки» Москви можна було перерахувати по пальцях: 7 «сталінських», будівлі Нового Арбата, Будинок туриста, готель «Националь». В наші дні хмарочоси – вже майже повсякденність: у 2003 р. побудовані комплекси «Едельвейс» (43 поверхи, 176 м) і «Яскраво-червоні Вітрила» (48 поверхів, 179 м); у 2004 р. – «Воробйови Гори» (49 поверхів, 188 м) і «Тріумф Килим» (59 поверхів, 225 м, з шпилем – 264 м) – найвища житлова будівля в Європі. Схоже, це лише почало: в рамках програми «Нове кільце Москви» намічено будівництво 60 «висоток» (30–50 поверхів) між Садовим і Третім транспортним кільцем, а в Міжнародному діловому центрі «Моськва-ситі» планується звести близько 20 хмарочосів (більше 300 м), найвищою з яких буде башта «Росія» (118 поверхів, 612 м) за проектом англійського архітектора Нормана Фостера.

Високий будинок повинен бути «розумним»
Така масштабна архітектура зобов'язана стрімкому розвитку технологій, і не тільки будівельних. Для нормальної експлуатації висотних будівель потрібно задіювати до 50 інженерних систем (тепло- і водопостачання, вентиляція, пожаробезопасности і так далі), велика частина яких підлягає автоматизації і управлінню.
Експерти рекомендують виконувати єдину систему автоматизації і диспетчеризації інженерного устаткування для всієї будівлі. Краще всього, якщо вона будується за модульним принципом, тобто підтримує можливість підключення нових областей контролю. І, звичайно, така система повинна володіти високою надійністю, маючи в основі децентрализованную локальну мережу.
Практика показує, що інтелектуальні компоненти систем життєзабезпечення (контроллери і процесори, блоки інтеграції, комплекс управління і ПО) складають до 15 % загальній вартості всіх систем. При цьому вони дають щорічну економію до 20 % витрат на енерго- і водопостачання будівлі і окупаються вже через 3–5 років експлуатації.
«Мозок» будинку
Для взаємодії окремих підсистем інженерного устаткування і автоматизованого оперативного контролю і управління потрібна диспетчерська структура. У 1970-і рр. американські інженери розробили стандарт і протокол передачі сигналів Building Management System (BMS). На його основі була створена перша централізована система інтелектуального управління будівлею. Пізніше були розроблені і інші стандарти і системи, що утворили клас SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) або, у вітчизняній практиці, АСОВІ ТП (автоматизовані системи управління технологічними процесами).
Принципово в складі АСУ ТП можна виділити три функціональні частини:
- периферійне устаткування – датчики (температури, тиск і ін.) і виконавчі механізми (клапани, приводи і так далі);
- контроллери, або міні-комп'ютери, в комплексних системах що зазвичай мають модульну структуру;
- термінали управління – АРМ диспетчерів, обладнані моніторами, куди поступають дані від устаткування і контроллерів однієї або декількох інженерних систем, і консолями, які дозволяють регулювати параметри цих систем.
При цьому, якщо раніше шафи автоматики і електрики встановлювали окремо, то зараз їх все частіше комбінують. Це знижує число кабельних з'єднань і підвищує загальну надійність системи.
Точка збірки
До середини 1990-х рр. виробники компонентів автоматизації застосовували «закриті» протоколи. Це зобов'язувало замовників використовувати устаткування одного разу вибраного постачальника для автоматизації всіх систем. Але спектр інженерних систем настільки широкий, що повний асортимент інструментів автоматизації не може запропонувати жодна фірма. Тому виникає завдання обміну інформацією між устаткуванням різних марок. Вирішити її можна за допомогою протоколів уніфікації, найбільш поширеними серед яких сьогодні є LON і BАСnet. Перший використовується в бизнес-центре «Багратіон» і штаб-квартирі РЖД (МПС); другий – в будівлі компанії «Лукойл» на Великій Ординке і в новому Льодовому палаці в Казані; у штаб-квартирі компанії Тнк-bp на Старому Арбате задіяні обидва, що планується зробити і в башті «Федерація». Також системи автоматизації часто будують на основі протоколів ModBus, RS-485 і промисловий Ethernet.
Інший варіант – використовувати промислову шину (Foundation Fieldbus («FieldBus»)), апаратно-програмний посередник для цифрових пристроїв, що уміє перетворювати різні протоколи. Визнаним стандартом стала шина PROFIBUS. Розроблена компанією Siemens (Німеччина), вона швидко розповсюдилася в Європі, а зараз використовується і в Китаї. Для шини створена безліч провідних і ведених пристроїв, і спектр її застосування дуже широкий – від виробництва до офісних і житлових будівель. Поступово цей стандарт «обживається» і в Росії: PROFIBUS включена в системи автоматизації на ряду станцій газопроводів «Уренгой – Петровськ» і «Ямал – Європа». Також з промислових шин можна назвати CAN, AS-Interface і InterBus.
Автоматизація «зверху»
Один з найпоказовіших прикладів інтелектуальної висотної будівлі – башта «Захід» (242 м) в комплексі «Моськва-ситі». У башті автоматизовано 45 інженерних систем, що включають порядка 7500 одиниць устаткування, 1500 з яких об'єднані сучасною BMS-системой Metasys М5 компанії Johnson Controls.
Нижній рівень управління складають мережеві процесори NCM300/NCM350 (працюють по протоколу ARCnet або Ethernet) і N30 (протокол BACnet). Вони забезпечують моніторинг аварійних сигналів, збір і запис статистичних даних (час роботи устаткування, енергоспоживання і так далі) підключених систем. Оператор може контролювати ці пристрої як з робочої станції, так і з терміналу VT100.
Локальні контроллери управління DX-912х підтримують мережу LonWorкs і підключаються до системи Metasys через шину N2E. Вони мають аналогові і цифрові входи/виходи і забезпечують обмін інформацією між виконавчими пристроями і АРМ диспетчера.
Верхній рівень управління представляє робоча станція диспетчера M5 Worкstation. Це набір програм, що працюють в середовищі Microsoft Windows, тому їх можна встановити на звичайний ПК. Можливо як локальне підключення, так і видалене (по виділеній лінії або через модем) – в цьому випадку використовується вирішення Metasys Web Access. Контроль і розмежування прав доступу до АРМ диспетчера забезпечує підсистема M-Password. Додатки M5 Worкstation мають зручний інтерфейс, гнучкі настройки (включаючи програмування), різні види відображення і аналізу інформації. У одній локальній мережі може працювати декілька АРМ диспетчера, кожне з яких контролює одночасно до 25 підмереж управління.
Завдяки багаторівневій розподіленій архітектурі комплекс управління Metasys об'єднує системи життєзабезпечення будівлі в цілісну відмовостійку інфраструктуру. Модульний принцип організації і широкі можливості масштабування дозволяють підключати до системи до 32 тисяч точок контролю. Для інтеграції в систему управління пристроїв сторонніх виробників використовується модуль Metasys Integrator.
Автоматизація «знизу»
Сучасні виробники оснащують інженерне устаткування елементами автоматики різного рівня – від датчиків до шаф управління і терміналів. Якщо узяти для прикладу інженерні мережі, можна виділити компанію GRUNDFOS, що випускає широкий спектр насосів. Так, для моніторингу і контролю роботи каналізаційних насосів була розроблена система Modular Controls (сьогодні шафи управління на базі цієї розробки випускаються на російському заводі концерну в підмосковній Істре). Вона включає різні компоненти і програми, які можна комбінувати відповідно до розміру і рівня складності керованого об'єкту.
«Мозок» Modular Controls – пристрій CU 401 з цифровими і аналоговими входами/виходами, контролююче до 6 насосів. Програми управління насосами завантажуються за допомогою карт пам'яті CompactFlash, а GSM-модуль забезпечує безпровідне видалене управління через ПК або з мобільного телефону (SMS-сервис).
Як інтерфейс між системою і оператором можна використовувати ПК або приєднувану панель OD 401. Вона реалізує логічне, інтуїтивно зрозуміле управління, дозволяючи виконувати настройки параметрів системи. Стан системи відображається в графічному і текстовому вигляді (написи і повідомлення на російській або англійській мовах). Журнал аварій гарантує швидке і точне виявлення неполадок, а кодовий захист – санкціонований доступ до системи управління.
Подібні системи для інших видів мереж життєзабезпечення і безпеки були використані при зведенні одного з найкрупніших хмарочосів «Моськва-ситі» - «Північної башти». Система пожежогасінні цієї будівлі складається із спринклерных систем і пожежних кранів, де встановлені різні комбінації насосів GRUNDFOS серіїв ТР і CR. Всі ці агрегати через шини PROFIBUS зведені в єдину мережу і управляються з єдиної диспетчерської «Північної башти». Таким чином забезпечується безпека всіх рівнів «висотки» - від багаторівневого підземного гаража і стилобату до 27-го поверху центрального атриума.
Енергозбережні технології і вбудовані системи автоматизації роблять подібне устаткування привабливим для використання у тому числі і на різних побутових і промислових об'єктах. Воно працює у Великому театрі і храмі Христа Рятівника в Москві, в Маріїнськом театрі і Ермітажі в Санкт-Петербурзі, а також в муніципальних будівлях і водоканалах багатьох міст Росії – від Нижнього Новгорода ка Хабаровська.
Реалізовуючи інновації в області будівництва і архітектури, проектувальники висотних будівель використовують передові технології і в системах життєзабезпечення. Враховуючи, що частка цих систем складає від 30 до 50 % загальній вартості об'єкту, слід задуматися про критерії вибору вже на етапі проектування. Установка надійного устаткування є хорошою інвестицією, яка забезпечить зручність і довговічність експлуатації хмарочоса.