Интеллектуальная электропроводка в системе «Умный дом»

Загородный коттедж на стадии отделки, кабель уже разведен «под автоматизацию»

Ремонтно-строительные работы всегда должны выполняться с «привязкой» к будущему. Дальнейшие планы по обустройству жилья, вид и количество используемого оборудования, возможность простого изменения параметров помещения ввиду новых обстоятельств (например, рождения ребенка) – все это учитывается заранее, еще на стадии проекта, тем самым экономя время и средства. В значительной степени это касается частных загородных домов.

«Умный дом» — система интеллектуального управления, объединяющая инженерные сети и электрооборудование дома. В последние годы системы «умный дом» у всех на слуху – при проведении коммуникаций в коттедже все чаще владелец рассматривает возможность добавить функции автоматизации. Это удобно, современно, позволяет экономить энергоресурсы и предоставляет высокий уровень безопасности. Однако внедрение такой системы не ограничивается банальной покупкой и установкой отдельных интеллектуальных приборов. Чайник или тостер со смарт-функциями хороши сами по себе. Но речь идет о большем.

Проект «Умный дом» для дома или большой квартиры рекомендуется делать на основе «проводной» системы домашней автоматизации. Такая система подразумевает наличие специфической электропроводки, посредством которой все инженерные системы, электроприборы, видеокамеры, датчики соединяются в единую сеть. Поэтому его успешная реализация также должна начинаться и продумываться в деталях еще на стадии строительства или капитального ремонта здания.

Это не означает, что «умную» систему вообще нельзя установить без штробления стен в доме с классической электропроводкой. Для этого существуют отдельные интеллектуальные устройства и беспроводные решения, позволяющие соединить их в единую сеть, но при большом количестве устройств и большой площади их размещения беспроводные решения могут работать нестабильно. Функционал такой «облегченной» системы будет значительно отставать от полноценного «проводного» умного дома.

Что собой представляет такая электросеть? В чем ее преимущества? На самом ли деле это выгодно и что учесть для наилучшего результата?

Как выглядит электропроводка в системе «Умный дом»?

Сразу стоит оговориться, что для разводки электрики под «Умный дом» необходим детальный проект – исполнительная документация для монтажа кабеля, в которой обозначено расположение кабеля, сделаны схемы электрических щитов и «привязки» всех элементов. Зачастую при классической электрике электромонтажник сам решает, как организовать электропроводку. В «Умном доме» все решения принимаются на этапе проектирования, а монтаж происходит строго по проекту.

Проект «умного дома» содержит полную рабочую документацию для электромонтажа

С точки зрения электрозащиты проект «Умного дома» имеет все привычные атрибуты современной классической проводки: УЗО, дифавтоматы, автоматы. Что касается соединения конечного оборудования с выключателями, есть один важный нюанс. В простой электросети любой прибор, допустим, лампочка или их группа напрямую подключены кабелем питания к выключателю. Прерывая или замыкая цепь, он включает или выключает свет. В более сложной реализации может использоваться несколько управляющих элементов для возможности отключения из разных мест. Но суть остается прежней. Один провод через выключатель (или через каждый из них, если их несколько) идет к лампочке.

Наглядное представление классической схемы электрики

В отличие от этого в проекте «Умного дома» система проводов подразумевает использование двух типов линий:

• силовой (220 Вольт для питания электрооборудования);
• информационной (слаботочной).

Каждый из этих кабелей (один от прибора, а второй от выключателя) подключается к электрическому щитку, в котором находятся модули системы автоматизации. Сигнал от выключателя по слаботочному информационному проводу попадает на расположенные в щитке контроллеры. Они обрабатывают этот сигнал и по второму – силовому проводу – подают питание на электрооборудование. Таким образом, в «умной» системе управление приборами происходит опосредовано – через контроллеры. Их логику работы можно запрограммировать нужным образом, например, чтобы включать освещение сразу, с задержкой или по сигналу с датчика. Так достигается необходимый уровень автоматизации.

В системе автоматизации нагрузки подключаются не через выключатели, а напрямую в щит

В чем выгоды и преимущества интеллектуальной электропроводки?

Очевидной выгодой от использования такой проводки в проекте «Умного дома» является возможность автоматизации и удобства управления любым количеством разнообразных приборов (под приборами здесь понимаем светильники, моторизованные шторы, кондиционеры, AV-технику и подобное). Есть и еще кое-что.

На первый взгляд может показаться, что для реализации проекта «Умного дома» потребуется в несколько раз больше кабеля, чем для классической проводки. Но это не так по двум причинам:

• слаботочный информационный кабель (шина) проходит через все выключатели дома, соединяя их с модулями автоматики в щитке – таким образом, его длина больше зависит от размеров помещения, чем от количества ламп, датчиков и других приборов (но при выбранной топологии типа «звезда» все будет наоборот).
• силовой провод проходит от щитка к каждому прибору или их группе, минуя выключатели, отвечающие за их работу, поэтому его длина оказывается меньше длины такого же кабеля при классической разводке.

Таким образом, «умная» электропроводка является вполне рациональным решением, не требующим необоснованно много кабелей силового и информационного назначения. В некотором смысле она проще, поскольку отсутствуют «петли» провода питания от щитка к выключателю, а затем к люстре или другим приборам. Информационная же шина одна для всех устройств «Умного дома».

Остается один важный вопрос, на который нужно ответить, желая создать свой проект «Умного дома»: «Какой вид информационного кабеля (шины) использовать и какой будет геометрия его подключения к многочисленным устройствам?»

Вид и топология информационной шины интеллектуальных систем

Основополагающими в данном вопросе будут два фактора, от которых и будет зависеть, какой именно тип шины заложить в проект, и какой конфигурации при его прокладке нужно придерживаться:

• На сегодняшний день существует большое количество производителей, предлагающих свои протоколы автоматизации. Creston, KNX, HDL, Teletask, Vantage – это далеко не полный перечень всего, что доступно на рынке «умных» систем. Для интернета, телевидения и телефонии используют разные провода, в зависимости от поставщика услуги и других факторов. Подобным образом для большинства протоколов автоматизации необходим «свой» тип информационной шины, что должно учитываться еще на стадии проекта.
• Как именно пролягут провода – топология сети – будет зависеть от вида внедряемой системы. Существует понятие децентрализованных систем, каждый элемент которых для обработки поступающих сигналов имеет интеллектуальные функции. В таком «Умном доме» нет необходимости направлять потоки команд на центральный процессор. В другом же случае сигналы со всех выключателей необходимо сначала завести в «сердце» системы, и только затем – на исполнительные устройства.

В ряде ситуаций одинаковый тип системы от разных производителей (например, децентрализованной от HDL и KNX) может иметь одинаковую разводку кабеля. Что касается применения открытых стандартов (например, типа KNX), то здесь в изменении геометрии кабеля при использовании оборудования других производителей нет необходимости.

Хотя все это должно учитываться еще на стадии создания проекта «Умного дома», это не является ограничением в использовании «гибридных» систем – когда применяются разные протоколы автоматизации или оборудование различных производителей. Иногда это может оказаться самым лучшим решением для получения максимальной эффективности. Просто все должно быть предусмотрено заранее.

Протокол автоматизации KNX поддерживает различные среды передачи данных, включая IP и радиоканал. Но чаще всего применяют специальную проводную шину, к которой и подсоединяют все оборудование. Геометрия подключения устройств может иметь вид:

При этом возможно совмещение этих типов. Один сегмент, который является простейшим элементом топологии, включает до 64 узлов. Максимальное количество сегментов, объединенных в одну линию, составляет четыре. До 15 линий объединяются в одну область. В свою очередь до 15 областей могут объединяться на верхнем уровне системы. Таким образом, размер системы исчисляется количеством возможных устройств, равным: 64 узла * 4 сегмента * 15 линий * 15 областей = 57600 штук.

Что касается размеров помещений, в которых может быть реализован проект «Умного дома», они могут быть достаточно большими, так как интеллектуальная проводка KNX имеет максимальное расстояние между экземплярами подключенного оборудования – до 700 м, а длину кабеля в сегменте – до 1000 м.

Система «Умный дом» подразумевает особый рациональный вариант прокладки кабельных трасс, при котором используется промежуточное звено (между управляющим элементом и оборудованием) в виде логических контроллеров. Для поддержания работы и эффективного функционирования такой сети, в зависимости от необходимости, используют и другие устройства. Способы прокладки проводки будут зависеть от поставщика протокола автоматизации, его типа (централизованный или децентрализованный), необходимости использования оборудования других производителей.

Чтобы учесть все эти моменты и обрисовать для себя концепцию будущей системы, лучше всего обсудить эти вопросы с компанией — интегратором Умного дома на самом раннем этапе капитального ремонта или строительства дома. Тогда ваше здание будет полностью готово для того чтобы не только стать «умным» сейчас, но и легко адаптироваться к изменяющимся условиям, требующим добавления, удаления или изменения конфигурации интеллектуальных устройств.

Современная умная электрика — какой она должна быть в 2021 году

Обновление от начала 2021 года статьи 2019 года с новыми мыслями. Думаю, что буду обновлять статью ежегодно, так как прогресс не стоит на месте. Исходя из количества просмотров страницы, тема всем интересна.

Сначала важное пояснение. Этот сайт называется «Умный Дом или дом по уму». И пишу я не только про технологии домашней автоматики и всякие интересные навороты (про это и без меня много пишут), а также про то, как сделать всё при строительстве именно «по уму». Что означает — «без глупостей». К сожалению, глупости пока делают часто и охотно.

Где кончается «нет умного дома» и начинается «умный дом»? Мне сложно определить границу. «Умный дом» — не конкретная технология или даже концепция, а достаточно размытое понятие, больше маркетинговое. Часто мне пишут что-то типа «хочу сделать полу-умный дом», вкладывая в это идею о том, что, например, светом и климатом мы управляем, а звуком и шторами, наверное, не нужно.

Надо перестать мыслить понятиями «есть умный дом» и «нет умного дома», надо просто стараться всё сделать надёжно и современно. Если для реализации пожеланий нужен контроллер автоматики — значит, используем его. Если достаточно программируемого реле — тоже отличный вариант. Проблема в том, что если обратиться к интеграторам умных домов, то они умный дом и будут ставить, стараясь всё под него завести и по возможности максимально увеличить бюджет системы. А знания о современной электрике некоторых строительных бригад и электриков, к сожалению, недостаточны для реализации надёжных и универсальных систем.

Обратить внимание на электрику

Это задача №1 — обратить внимание заказчиков на электрику. Каждый специалист в любой области, имеющей отношение к строительству, считает долгом сказать, что его область ремонта самая важная, и экономить на ней никак нельзя, начиная от выравнивания стен и заливки стяжки пола и заканчивая затиркой, подоконниками, краской стен и плинтусами.

Я общался с человеком, который рассказывал, что «в России нет культуры противопожарных люков». И рассказывал об этой теме с большим увлечением и пониманием важности этих самых противопожарных люков.

Всё важно, на всё надо обращать внимание и никаким элементом нельзя совсем пренебрегать. Мне приходилось видеть квартиры, вполне попадающие под разряд элитного жилья, в которых электрощиток остался от застройщика: маленький, на 12 мест, с одним УЗО и четырьмя-пятью пыльными автоматами.

Просто приоритеты были во время ремонта расставлены так, что электрику сместили в самый низ. Чем это чревато, спросите вы? Можно прожить всю жизнь в квартире с тремя автоматами в электрощите, и никаких проблем не будет, это замечательно. Но скорее всего в какой-то момент что-то всплывёт, например, начнёт выбивать автомат или, что хуже, УЗО, и придётся разбираться. Если в квартире всё на одном УЗО, то его и будет выбивать, оставляя вас вообще без электричества. Если выбивает не сразу при включении, а примерно раз в пару дней, то крайне сложно будет понять, где искать причину проблемы. А периодическое отключение какой-то важной техники (файловый сервер, видеонаблюдение, стационарный компьютер, холодильник, кондиционер) будет чревато его поломкой.

Есть какие-то базовые правила организации электрики в квартире, которые уже тысячу раз переписаны в разных статьях: помнить про УЗО на электроприборы, подбирать автоматы по сечению кабеля, ставить реле напряжения на ввод, разбивать приборы на группы по помещениям и назначению. Ещё нормально затягивать отвёрткой все клеммы в щите и повторять эту операцию раз в год.

И, хоть меня часто критикуют за это мнение, стараться избавляться от монтажных коробок вообще. В большинстве случаев в монтажных коробках нет никакой необходимости, экономия кабеля не стоит необслуживаемости системы. Я за то, чтобы вся коммутация кабелей производилась либо в электрощите, либо в подрозетниках за розетками и выключателями, никаких скрытых необслуживаемых коробок. Строители будут говорить «так удобнее», «так всегда делали», «мы всё сделаем правильно», «мы оставим коробку обслуживаемую», «у вас иначе много кабеля уйдёт» — не поддавайтесь. Никаких коробок. Идеальный вариант — розетки подключаются последовательно, левая розетка следующего блока подключается к выходу правой розетки предыдущего блока. Питание промежуточного блока розеток спускается до блока, потом поднимается обратно и идёт к следующему блоку.

Исключение составляют подключения на один питающий кабель, идущий от щита, отдельных участков светодиодных лент, к началу которых хотелось бы вывести тонкий кабель — здесь удобнее всего поставить где-то коробку, в которой подключить кабель от щита и тонкие гибкие кабели от лент. Но очень желательно проверить работу лент или хотя бы наличие напряжения на всех выводах перед зашиванием коробки, если доступ к ней будет невозможен.

«Обратить внимание на электрику» не так просто. Это влечёт за собой замену стандартного электрощита на что-то покрупнее, это как минимум дополнительная работа + покупка щита + выделение места. Можно сэкономить и ничего не делать, но тогда что-то где-то со временем перестанет работать или потребует обслуживания, и тогда сыграет и отсутствие проекта, и со щитком, в котором непонятно, какие провода куда идут, никто работать не захочет. Пишу как человек, который сам часто пытается разобраться с чужим щитом или организовать какие-то работы по обслуживанию электрики.

Допустимая экономия — ставить все элементы какой-нибудь недорогой российской фирмы. Гораздо лучше, чем сокращать до минимума количество элементов в щите.

Когда я делал план электрики для однокомнатной квартиры «под сдачу», у меня получился щит на 60 модулей: УЗО розеток и 12 автоматов, УЗО света и 3 автомата, отдельный диффавтомат на холодильник, автомат на роутер, вводной рубильник, реле напряжения, блок питания светодиодной ленты на DIN рейку, контроллер светодиодной ленты. Всё очень удобно и просторно, с нулевыми шинами на DIN рейку, никаких скруток и клеммников в проводах, лежащих на дне щита или висящих в воздухе. Никаких излишеств.

Та же ситуация, кстати, как я уже десяток раз убеждался, с сантехникой — экономим пятьсот рублей на трубах и работе сантехника, который решил, что за нужным соединением в магазин не хочет ехать, и соединит тем, что есть, а через год разбиваем срочно плитку и ищем место аварии. У меня уже сложился свой алгоритм того, как надо объяснить сантехнику важность его работы для тебя и необходимость не экономить на соединениях труб.

Получаются две крайности: люди, которые расходы на электрику вообще не учитывают, так как в новой квартире щиток уже есть, и люди, которые просят собрать щиток как на фото, которые выпадают в поиске по запросу «красивый щиток».

Щиток, выглядящий как произведение искусства, с идеально ровными кабелями и выверенным расположением элементов — это, конечно, круто, но не обязательно. Различие в трудозатратах между просто надёжным и удобным щитом и щитом «гордостью хозяина» примерно в два раза, тут выбор за вами.

Кстати. Не всегда можно винить электрика в плохой системе электроснабжения квартиры. Протянет, например, кто-то кабель сечением 1.5 к розетке, потому что заказчик пообещал туда ничего мощного не включать, поставит честно автомат 10 ампер, а человек через 5 лет купит чайник на 2600 ватт и будет у него этот автомат выбивать. Позовёт электрика, тот автомат поменяет на 16 ампер — проблема решена. А если честно скажет заказчику, что на этот провод нельзя чайник подключать, можно и деньги не получить за работу. Так что подобные упрощения и непредусмотренные вещи со временем переростают в проблемы.

Уровень сложности 1 — Основные правила

Напишу несколько правил, достаточно простых. Как вы относитесь к умному дому — неважно, планируете вы квартиру сдавать или продавать — тоже неважно. Но правила соблюдайте, это не настолько капитальное вложение. Не дороже здоровья.

Начиная от самого очевидного, но с неочевидными нюансами.

• Автомат защищает кабель! Он выбирается исходя из сечения кабеля, а не питаемого прибора. Кабель 1.5 — автомат 10А. Если хотите больше безопасности, ставьте автомат типа В, более чувствительный. Но лучше не ставьте такие автоматы на светодиодные светильники, пусковым током их может выбивать. Встречал человека, который из соображений перестраховки ставил на кабели света и розеток автоматы 2 или 6 ампер, так как в эти розетки ничего мощнее включаться не будет. Смысла в этом нет. Хотите монтировать на свет кабель 3х0.75 — монтируйте, но ставьте автомат 6 ампер.
• Реле напряжения на вводе обязательно. Тысячу раз уже писали о том, что эта штука за 2500 рублей экономит сотню тысяч одним махом в случае аварии типа отгорания нуля и скачков напряжения.
• Все силовые электроприборы должны быть защищены УЗО не больше 30мА. И свет, и розетки. Пусть будет только одно УЗО какой-нибудь недорогой фирмы на вводе в квартиру, если очень хочется сэкономить место и деньги, но оно должно быть на всё. Но если УЗО одно и оно сработает — останетесь и без розеток, и без света, пока проблему не найдёте, а проблему с утечкой тока бывает сложно найти. Так что лучше минимум два. УЗО дорогое? Ставьте ИЭК или Деркрафт, это гораздо лучше, чем отсутствие. УЗО на влажные помещения 10мА — на ваше усмотрение, требований таких нет. На слаботочную технику типа Wi-Fi роутера и сигнализации УЗО не нужно.
• Размер электрощита определяется его наполнением! Делаем на бумаге или компьютере схему сборки щита, не забывая про нулевые шины и место для кабелей и запас, понимаем, в какой щит всё войдёт. Не надо делать наоборот — выбирать щит исходя из места для него на стене, а потом думать, что в него поместится. Надо именно нарисовать щит, не надо просто считать DIN места и прибавлять 10-20%, элементы распределяются в щите не всегда ровными рядами впритык друг к другу.

Уровень сложности 2 — Для продвинутых

• Помните о неотключаемых приборах. Если где-то будет авария, от которой сработает УЗО или автомат, то что должно остаться работать? Самый очевидный ответ — холодильник. Ещё, возможно, если есть, сигнализация и видеонаблюдение. Wi-Fi роутер, так как от него зависит удалённый доступ к видеонаблюдению и каким-то устройствам. Ставим на них отдельную защиту автоматом или автоматом+УЗО, запитанными от ввода (после реле напряжения). При хорошем коротком замыкании, возможно, вырубится ещё и вводной автомат, но от такого уже не застраховаться. Вероятность того, что такое КЗ произойдёт, когда вы не дома, не так велика, это надо что-то сильно неисправное в розетку включить.
• Делайте больше групп электроснабжения. Розетки каждой комнаты — отдельный кабель. Кухня — обычно не менее 5 кабелей: розетки столешницы, варочная, посудомойка + измельчитель (фильтр) + СВЧ, духовка. Иногда розетки столешницы разбиваются на две или даже три отдельные группы. Чем больше групп, тем меньше соединений кабелей, меньше приборов отключаются в случае аварии, меньше нагрев кабелей, легче локализовать проблему. Но и больше расходов на кабель и монтаж.
• Добавляем в щит индикацию напряжения и мощности. ВАР-М02 или аналогичное устройство показывает напряжение каждой фазы и ток потребления, а также количество отключений питания. Помогает контролировать потребление и баланс фаз.

Сложность 3 — Добавляем простую автоматику

А вот тут уже есть простор для фантазии в реализации разных пожеланий. Что можно сделать, в порядке усложнения:

• Функция отключения одной кнопкой освещения и/или розеток. Чтобы уходя из дома вырубать сразу весь свет и розетки. Холодильник и слаботочка у нас на отдельных элементах питания, так что они отключаться не будут. Как выключать — решать вам. Можно карточный выключатель, как в отелях, можно скрытую кнопку сделать, можно кодовую клавиатуру или считыватель бесконтактных ключей. Можно отпечаток пальца. А можно на щите большую красную кнопку поставить. Читайте Выключение света одной кнопкой, Выключение розеток одной кнопкой.
• Проходные группы освещения через простую автоматику. Например, импульсные реле или программируемые реле. Отличный вариант — программируемые реле ОВЕН ПР, стоят совсем мало, программируются легко. Можно завести на реле датчики движения, света в коридоре или на лестнице (в частном доме) и настроить хитрое включение света на разную яркость в разное время суток по датчику движения. Или просто удобное управление светом из разных мест, не заморачиваясь на проходные-перекрёстные выключатели. А более всего я рекомендую использовать модули реле и диммеры Wirenboard, на них можно реализовать управление светом любой сложности, очень гибко и удобно. Даже необязательно разбираться с программированием модулей, оно может и не понадобиться.
• Программируемое реле для управления вытяжками санузлов и вентиляцией. По включению света, по таймерам. Читайте Управление вытяжками через программируемое реле. Или также через модули реле Wirenboard.

Аналогично через программируемые реле можно управлять уличным освещением, делать режим имитации присутствия и прочие вещи. Достаточно один раз попробовать по инструкции запрограммировать реле Овен ПР, чтобы понять, как несложно на нём делать разные сценарии. Есть много аналогов, например, Siemens Logo или X-Logic, EKF.

Самое важное, считайте это уровнем 0

Что бы вы ни делали, всегда требуйте у исполнителей схему! Причём говорите об этом не после выполнения работы, когда никто уже ничего не помнит (будут рисовать наугад, чтобы хоть что-то отдать), а кто помнит, те уже сменились, а до начала работы. Оплата только после передачи схемы. Напечатайте электрику десяток планов помещений, чтобы он на нём обозначал ручкой, что как ведёт, а потом перерисовал начисто, пусть хоть так будет. Именно начисто должно быть нарисовано, не надо принимать перечирканные пыльные мятые бумажки, чтобы другой электрик потом в них разбирался. Важно обозначить все кабели, и электрические, и слаботочные, с маркировкой кабелей и расположением всех элементов.

Пример. Вы сейчас не хотите реализовывать никакую автоматику, но вдоль всех силовых кабелей монтируете витую пару, чтобы было. Через пять лет вы решаете поставить что-то типа Умного Дома и звоните разным интеграторам. Что они в первую очередь спрашивают? Схему кабелей, конечно. А схемы нет. Кто-то на этой стадии сразу откажется, так как уже начнёт понимать, чем кончится, а кому-то сильнее деньги нужны, он предложит выполнить проверку всех кабелей и рисование этой самой схемы, только уже за достаточно ощутимые деньги.

Умный Дом Умным Домом, а электрика должна быть сделана нормально. Со всеми необходимыми элементами, нормальным щитом и схемой монтажа.

138,902 просмотров всего, 94 просмотров сегодня