| DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI, INFORMATYKI i INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE | |
|---|---|
| zapraszają na publiczną dyskusję nad rozprawą doktorską mgr inż. Jakuba Greli |
|
| ANALIZA WPŁYWU SYSTEMÓW AUTOMATYZACJI NA EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNĄ INSTALACJI I OBIEKTÓW BUDOWLANYCH |
|
| Termin: | 16 maja 2017 roku o godz. 11:00 |
| Miejsce: | pawilon B-1, sala 4 Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków |
| PROMOTOR: | prof. dr hab. inż. Marian Noga - Akademia Górniczo-Hutnicza |
| PROMOTOR POMOCNICZY: | dr inż. Andrzej Ożadowicz - Akademia Górniczo-Hutnicza |
| RECENZENCI: | prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka – Politechnika Śląska |
| dr hab. inż. Damian Mazur, prof. PRz – Politechnika Rzeszowska | |
| Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30 |
|
Analiza wpływu systemów automatyzacji na efektywność energetyczną instalacji i obiektów budowlanych
mgr inż. Jakub Grela
Promotor: prof. dr hab. inż. Marian Noga
Promotor pomocniczy: dr inż. Andrzej Ożadowicz
Dyscyplina: Elektrotechnika
Nowo budowane oraz modernizowane budynki, są obiektami wyposażanymi w urządzenia, instalacje i systemy, zużywające różne formy energii. W branży budowlanej prowadzone są poszukiwania rozwiązań mających zapewnić poprawę komfortu użytkowania budynków
i ich infrastruktury, wzrost bezpieczeństwa użytkowników oraz ograniczenie zużycia energii. Wymuszają one stosowanie środków, zarówno technicznych jak i programowych, umożliwiających sterowanie i zarządzanie wspomnianymi elementami infrastruktury. Dlatego we współczesnych budynkach, implementowane są między innymi systemy automatyzacji i sterowania, które umożliwiają nadzorowanie, sterowanie, harmonogramowanie, alarmowanie i rejestrację danych historycznych, instalacji technologicznych i urządzeń. Oprócz automatyzacji odpowiednich procesów, nadrzędnym celem takich systemów powinna być taka organizacja sterowania podsystemami, aby działały one niezawodnie i efektywnie. Obserwacja opisanych trendów rozwojowych systemów sterowania i zarządzania infrastrukturą budynków, były podstawą sformułowania tezy niniejszej dysertacji doktorskiej w postaci: „Dobór i integracja funkcjonalności systemów automatyzacji, ma wpływ na poprawę efektywności energetycznej instalacji i obiektów budowlanych. W oparciu o analizę przypadku implementacji systemów automatyzacji w różnych wariantach sterowania, istnieje możliwość weryfikacji zakresu tego wpływu oraz ustalenie poziomu integracji funkcji operatorskich i zarządzania, istotnych dla osiągnięcia zadanego celu”.
Głównym problemem badawczym przedstawionej rozprawy jest weryfikacja zakresu oddziaływania zintegrowanych funkcjonalnie systemów automatyzacji na efektywność energetyczną podsystemów, urządzeń i instalacji w budynkach. W tym celu, autor prezentuje w niej następujące osiągnięcia, stanowiące oryginalny wkład w dziedzinę. W pierwszej części, bazując na dostępnej literaturze, ustawach, normach, rozporządzeniach i dyrektywach, zdefiniowano pojęcie efektywności energetycznej. Następnie zidentyfikowano obszary oraz elementy infrastruktury budynkowej i instalacji, charakteryzujące się znaczącym potencjałem w zakresie poprawy efektywności energetycznej. Określono również, parametry budynków i instalacji, elementy infrastruktury energetycznej budynku oraz elementy infrastruktury sterującej i monitorującej, wpływające na efektywność energetyczną. W dalszej części pracy dokonano analizy możliwości poprawy efektywności energetycznej budynków i ich instalacji, z wykorzystaniem rozproszonych systemów automatyzacji. Opierając się na analizie dostępnej literatury, w tym odpowiednich norm branżowych, przedstawiono znaczenie funkcji automatyzacji i sterowania budynku dla poszczególnych podsystemów i instalacji technologicznych, elementów infrastruktury budynków oraz ich otoczenia. Autor zaprezentował również koncepcję wariantów i strategii sterowania, w oparciu o zidentyfikowane wcześniej funkcje i obszary integracji. W badaniach eksperymentalnych dokonano integracji funkcji rozproszonych systemów automatyzacji i sterowania budynków, tak aby była możliwa implementacja zaproponowanych i opracowanych przez autora modeli funkcjonalnych dla różnych wariantów sterowania. W dalszej kolejności przeprowadzono pomiary i analizę wyników. Przedstawione w pracy wyniki badań, będące efektem przeprowadzonego eksperymentu, zostały uzyskane dzięki infrastrukturze laboratorium Oceny Efektywności Energetycznej i Automatyki Budynków „AutBudNet”, funkcjonującego na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej krakowskiej AGH. Laboratorium to jest wyposażone w kompleksową instalację automatyki budynkowej, bazującą na standardzie LonWorks. Infrastruktura ta stanowi unikalny obiekt badawczy, z możliwością implementacji i obserwacji różnych algorytmów, wariantów i strategii sterowania, w pomieszczeniach wyposażonych w podsystemy oświetlenia, ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, kontroli dostępu, otwarcia i zamknięcia okien oraz rolet, monitorowania zużycia energii elektrycznej oraz cieplnej i inne. Wszystkie te elementy infrastruktury pomieszczeń laboratorium AutBudNet sterowane są modułami sieci LonWorks, z możliwością pełnej integracji i wymiany danych sterujących oraz monitoringu ich stanu. W kolejnej części pracy przeprowadzono badania i pomiary pilotażowej instalacji oświetlenia przestrzeni publicznej, sterowanej za pomocą systemu automatyzacji wykorzystywanego w budynkach. Badania te były podstawą ustalenia zbiorów funkcji i elementów integracji w systemach sterowania tego typu instalacji, prowadzących do zmniejszenia zużycia energii oraz przyczyniły się do opracowania wytycznych dla organizacji systemu automatyzacji, zorientowanego na poprawę efektywności energetycznej sterowanych instalacji oświetlenia przestrzeni publicznych, jako elementu bezpośredniego otoczenia budynków, kompleksów budynkowych. W ostatniej części pracy przedstawiono założenia i wytyczne dotyczące organizacji lokalnych, budynkowych systemów zarządzania energią. Rozwiązania te, zrealizowane zwłaszcza jako integralne elementy systemu automatyzacji i sterowania budynkiem, dodatkowo wspierają funkcjonalnie i technicznie kompleksowe działanie systemu zarządzania budynkiem, zasilaniem i mediami energetycznymi, w celu podniesienia efektywności energetycznej budynków.
Wyniki badań eksperymentalnych przedstawione w rozprawie pokazują, że cele szczegółowe pracy zostały osiągnięte, a postawiona na wstępie teza została udowodniona.