System zarządzania energią w budynku

W artykule:

• BMS – Building Management System
• Inteligentna instalacja elektryczna
• Korzyści z BMS przy zarządzaniu energią w budynku
• Wady i zalety inteligentnej instalacji elektrycznej
• Podsumowanie

***
Racjonalizacja użytkowania energii w budynku, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i komfortu użytkowania, jest istotnym kryterium przy doborze technologii oraz rozwiązań technicznych w kontekście potrzeb funkcjonalnych budynku. Do realizacji tych celów służą rozwiązania inteligentnych instalacji z systemem zarządzania budynkiem BMS, który integruje i umożliwia optymalizację działania podsystemów infrastruktury. W artykule omówiono istotę, cechy oraz korzyści z zastosowania BMS do zarządzania energią w budynku z inteligentną instalacją elektryczną.

Rationalising energy use in buildings while maintaining safety and comfort is an important issue when selecting technologies and technical solutions in the context of a building’s functional needs. This is achieved through smart installations with a building management system (BMS), which integrates and optimises the operation of infrastructure subsystems. The article discusses the essence, features and benefits of using BMS for energy management in a building with a smart electrical installation.
***

Obecnie, w kontekście nowoczesnego zarządzania energią i infrastrukturą, przychodzą nam na myśl rozwiązania inteligentne. Pojęcie inteligentnego budynku jest znane już od lat 70. XX wieku i pojawiło się w związku z ówczesnym nastaniem kryzysu energetycznego, a także postępującym rozwojem automatyzacji [4, 5]. Rozumienie inteligencji instalacji budynkowych początkowo było utożsamiane z zarządzaniem opartym na automatyce w celu maksymalizacji zwrotu kosztów inwestycji.

Od rozwiązań instalacji budynkowych uznawanych za „inteligentne” oczekuje się umiejętności samodzielnego dopasowania do zmieniających się czynników wewnętrznych i zewnętrznych, poprzez odpowiednie zmiany parametrów pracy układów składających się na taką instalację [6]. Obecnie od takich struktur wymaga się, oprócz zdolności do podejmowania pożądanych reakcji, przede wszystkim efektywnego wykorzystania poprawnie zintegrowanych podsystemów i urządzeń tworzących spójną infrastrukturę budynku. Na tę infrastrukturę składają się odbiorniki energii w ramach następujących podsystemów:

• oświetlenia,
• ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC),
• sygnalizacji pożaru i ochrony przeciwpożarowej,
• dostępu do pomieszczeń i komponentów obiektu,
• monitoringu i ochrony,
• łączności i systemu teleinformatycznego,
• dostarczania mediów, a przede wszystkich zasilania w energię, w tym z własnych źródeł (prosumenckich).

Te podsystemy powinny współpracować ze sobą. Efektywne korzystanie z ich funkcjonalności wymaga odpowiedniego powiązania i to jest zadanie dla inteligentnej instalacji działającej jako system proaktywny. Realizacja zadania odbywa się dzięki BMS (Building Management System), czyli systemu zarządzania budynkiem, będącego sercem i mózgiem takiej instalacji. Jego istotą jest skoordynowane zarządzanie zasobami energetycznymi, komfortem użytkowników oraz bezpieczeństwem eksploatacji, realizowane w oparciu o dane pomiarowe, algorytmy sterowania i interfejsy komunikacyjne.

Czytaj także: Zarządzanie energią w zabudowie rozproszonej

BMS – Building Management System

Najprościej definiując, BMS (spotykane też określenie BAS – Building Automation System) to platforma do sterowania i monitorowania instalacji technicznych w budynkach [7, 8]. Szczegółowe zadania tego systemu można podzielić na [6]:

• monitorowanie – akwizycja danych i informacji o stanie pracy poszczególnych urządzeń, w tym zbieranie danych pomiarowych z czujników i liczników,
• regulowanie – sterowanie urządzeniami na podstawie algorytmów i harmonogramów oraz sygnałów monitorowanych przez system,
• informowanie – raportowanie o zużyciu i wykorzystaniu mediów oraz alarmowanie o przekroczeniu przyjętego zakresu wartości,
• prognozowanie – predykcja czynników wpływających na zapotrzebowanie energii i przewidywanie trendów dotyczących użytkowania infrastruktury.

Zamiast autonomicznego działania poszczególnych podsystemów instalacji, BMS umożliwia tworzenie zależności logicznych i funkcjonalnych pomiędzy nimi. Takie podejście pozwala na realizację złożonych scenariuszy działania, np. jednoczesne obniżenie mocy grzewczej, wentylacji i oświetlenia w nieużytkowanych strefach lub skoordynowane reagowanie na zmiany warunków pogodowych, utrzymując odpowiednie warunki mikroklimatyczne w pomieszczeniach budynku. Integracja systemowa zwiększa efektywność energetyczną, ogranicza konflikty pomiędzy instalacjami, poprawiając stabilność pracy całego obiektu.

BMS może pełnić funkcję centralnego systemu zarządzania energią, obejmując zarówno jej zużycie, jak i lokalną produkcję. System monitoruje przepływy energii elektrycznej i cieplnej, wspiera optymalne wykorzystanie własnych odnawialnych zasobów energetycznych, jakimi dysponuje obiekt oraz koordynuje pracę odbiorników w zależności od aktualnych priorytetów. Dzięki takiemu podejściu możliwe jest pogodzenie wymagań komfortu użytkowników z celami energetycznymi i środowiskowymi, przy jednoczesnej minimalizacji strat energii.

Istotnym elementem systemu BMS jest interfejs komunikacyjny pomiędzy użytkownikiem a technologią zastosowaną w obiekcie. System udostępnia dane oraz funkcje sterujące w sposób czytelny i zrozumiały, umożliwiając zarówno bieżącą kontrolę, jak i analizę pracy instalacji. Interfejsy te mogą przyjmować formę paneli operatorskich, aplikacji webowych lub mobilnych, zapewniając dostęp do systemu z poziomu lokalnej sieci (LAN) oraz zdalnie poprzez sieć WAN. Odpowiednio zaprojektowany interfejs stanowi kluczowy czynnik decydujący o efektywnym wykorzystaniu możliwości BMS.

Ergonomia użytkowania BMS realizowana jest poprzez zastosowanie gotowych scenariuszy sterowania, obejmujących m.in. ogrzewanie, wentylację, przygotowanie ciepłej wody użytkowej, chłodzenie oraz oświetlenie. Scenariusze te są wyposażone w predefiniowane tryby pracy, takie jak obecność, nieobecność, tryb nocny czy tryb wakacyjny. Realizowany przez BMS rozbudowany system harmonogramów pozwala na automatyczne sterowanie pracą instalacji technicznych w zależności od pory dnia, dnia tygodnia, pory roku czy lokalizacji budynku. Dzięki temu użytkownik nie musi zarządzać poszczególnymi instalacjami oddzielnie, lecz korzysta z logicznych, zintegrowanych funkcji, które automatycznie dostosowują parametry pracy budynku do aktualnej sytuacji eksploatacyjnej.

BMS wykorzystuje dane historyczne gromadzone lokalnie oraz w środowiskach chmurowych, pochodzące z wielu urządzeń i systemów pracujących w sieciach LAN i WAN. Analiza tych danych umożliwia identyfikację wzorców użytkowania, zależności czasowych oraz reakcji instalacji na zmienne warunki. Na tej podstawie system może optymalizować swoje działanie zgodnie z określonymi priorytetami, takimi jak minimalizacja zużycia energii, maksymalizacja komfortu lub ograniczenie kosztów eksploatacyjnych. Dostęp do danych z wielu obiektów dodatkowo zwiększa potencjał analityczny systemu.

Z założenia system BMS powinien być projektowany jako rozwiązanie skalowalne, umożliwiające szybką rozbudowę zarówno pod względem sprzętowym, jak i funkcjonalnym. Obejmuje to możliwość dodawania nowych urządzeń, integracji kolejnych instalacji oraz modyfikacji logiki sterowania bez konieczności gruntownej przebudowy istniejącej infrastruktury. Takie podejście pozwala na adaptację systemu do zmieniających się potrzeb użytkowników oraz ewolucji funkcji budynku w całym cyklu jego życia.

Nowoczesne systemy BMS mogą wykorzystywać algorytmy sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego do analizy zachowań użytkowników, stopnia zajętości pomieszczeń oraz reakcji budynku na warunki pogodowe. System uczy się na podstawie danych historycznych, przewidując zapotrzebowanie energetyczne i optymalizując parametry pracy instalacji w sposób proaktywny. Takie rozwiązania umożliwiają przejście od sterowania reaktywnego do sterowania predykcyjnego, zwiększając efektywność energetyczną oraz komfort użytkowników.

Kluczową cechą systemów BMS jest wykorzystanie standaryzowanych protokołów komunikacyjnych, co umożliwia integrację sterowania wszystkimi układami budynku niezależnie od producenta urządzeń. Dzięki temu możliwa jest implementacja zależności funkcjonalnych pomiędzy systemami oraz zachowanie interoperacyjności w długim horyzoncie czasowym. Standaryzacja komunikacji zwiększa elastyczność projektową, ogranicza ryzyko uzależnienia od jednego dostawcy oraz ułatwia modernizację i rozbudowę systemu w przyszłości.

Korzenie automatyki budynkowej tkwią w rozwiązaniach automatyki przemysłowej, stąd w zakresie zarządzania energią obok pojęcia BMS spotykane są rozwiązania dedykowane budynkom w postaci systemu SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition – nadzór i akwizycja danych) oraz EMS (Energy Management System – zarządzanie energią). BMS jest przede wszystkim odpowiedzialny za kontrolę i monitorowanie poszczególnych systemów budynku, SCADA zapewnia szerszy widok całego budynku dzięki gromadzeniu i analizowaniu danych w czasie rzeczywistym. EMS koncentruje się wyłącznie na zużyciu energii i optymalizacji, ale może zostać zintegrowany z systemami BMS i SCADA w celu zapewnienia bardziej kompleksowej kontroli (TABELA).

Inteligentna instalacja elektryczna

Z uwagi, że energia elektryczna jest najpopularniejszą i najwygodniejszą formą energii, szczególna uwaga w inteligentnym budynku należy się instalacji elektrycznej. W zakresie odbiorów elektrycznych w budynku inteligentna instalacja, w odróżnieniu od konwencjonalnej jest wzbogacona o dodatkowe urządzenia. Poza sprzętem wykorzystywanym przez użytkowników budynku (odbiornikami energii elektrycznej) w tej instalacji dodatkowo funkcjonuje grupa czujników (sensorów) oraz grupa aktuatorów (urządzeń wykonawczych, aktorów) – rys. 1–2.

Czujniki, w zależności od ich rodzaju monitorują środowisko, które powinno wpływać na działanie odbiorników (urządzeń użytkownika). Czujniki mogą mierzyć parametry fizyczne (np. temperatura, natężenie oświetlenia, wilgotność powietrza, ruch w pomieszczeniu). Szczególnym przykładem czujnika może też być zegar (do harmonogramowania czasowego działania odbiorników), kontraktron (np. w ramie okiennej lub drzwiach) a także przycisk (rejestracja stanu „naciśnięty”/„nienaciśnięty” do sterowania ręcznego – nie jest to więc elektryczny łącznik, a jedynie przycisk mogący składać się z kilku klawiszy).

Aktuatory służą do realizacji zmian parametrów i stanów pracy odbiorników energii (urządzeń użytkownika) czyli bezpośredniego sterowania nimi, np. poprzez wykonywanie przełączeń w obwodach tych odbiorników. Aktuatory są więc fizycznie (elektrycznie) połączone z odbiornikami energii użytkownika. Aktuatory są odpowiedzialne za wykonanie zadań harmonogramu lub algorytmu sterowań.

Między czujnikami a aktuatorami muszą rozchodzić się sygnały. Sygnały te są generowane przez czujniki (zgodnie z ich nastawami i funkcją) oraz odbierane przez aktuatory, które to po ich odebraniu, dokonują regulacji odbiorników energii zgodnie z zaprogramowanym algorytmem. Sygnały, na które mają zareagować aktuatory, potrzebują skutecznego medium do tej transmisji. Stosowane są następujące technologie realizacji medium transmisyjnego:

• przewodowo: dedykowany obwód sygnałowy (magistrali komunikacyjnej) na bardzo niskim napięciu, zazwyczaj 24 V DC (np. przewód skrętki – „Twisted Pair” w systemie KNX-TP),
• przewodowo: dodatkowa żyła sygnałowa przewodu w instalacji konwencjonalnej (np. w systemie LCN),
• przewodowo: sygnały po sieci zasilającej, tj. kablami instalacji 230 V AC (technologia „Power Line”, np. w systemach KNX-PL i LON),
• bezprzewodowo: poprzez fale radiowe krótkiego zasięgu („Radio Frequency”, np. w systemach KNX-RF, Fibaro, XComfort),
• siecią teleinformatyczną (LAN, np. w systemie KNX-IP).

Każde z tych rozwiązań posiada niedogodności w postaci różnej wrażliwości na ewentualne zakłócenia [9] oraz konieczności wyposażenia w kolejne, dodatkowe elementy [10]. System z dedykowanym obwodem sygnałowym wymaga dodatkowych przewodów wraz z zasilaczem. Odmiana bezprzewodowa wymaga indywidualnego zasilania sensorów (wbudowane baterie, które trzeba wymieniać), wykorzystanie sieci zasilającej wymaga urządzeń filtrujących i wzmacniających sygnały (repeatery), a w sieci komputerowej LAN potrzebujemy ruterów i interfejsów.

Do najpopularniejszych międzynarodowych standardów protokołów dla automatyki budynkowej można zaliczyć: ISO/IEC 14543 (KNX), ISO/IEC 14908 (LonWorks), ISO/IEC 16484 (BACnet). Systemy bezprzewodowe wykorzystują dostępne standardy jak WiFi, Z-Wave czy ZigBEE. Obecnie na rynku dostępnych jest więc wiele marek produktów i systemów automatyki budynkowej opartych na różnych technologiach i standardach, oferowanych przez różne firmy (w tym także firmy krajowe) lub organizacje zrzeszające różnych producentów. Istnieją systemy dedykowane wybranym grupom odbiorników (np. dla oświetlenia protokół DALI/DALI-2). Istnieje możliwość łączenia i współpracy różnych systemów, również integracji sterowników PLC [11] w jednej instalacji pod kontrolą BMS, lecz wymaga to zastosowania kolejnych urządzeń (tzw. bramki, gateway) sprzęgających części instalacji różnych systemów. Takie hybrydowe rozwiązania zwiększają elastyczność i pozwalają na tworzenie złożonych programów sterowania, choć mogą komplikować czynności serwisowe i nie muszą być optymalne kosztowo.

Korzyści z BMS przy zarządzaniu energią w budynku

Zastosowanie nowoczesnych systemów zarządzania energią w ramach BMS pozwala na obniżenie całkowitego zużycia energii w budynku w zakresie od 5 do nawet 25%, w zależności od charakteru obiektu, stopnia integracji systemów oraz profilu użytkowania [12]. Kluczową rolę odgrywa automatyzacja procesów oraz bieżąca adaptacja parametrów pracy instalacji do rzeczywistych potrzeb. Szczególnie istotne znaczenie ma automatyka oświetleniowa, wykorzystująca czujniki obecności, natężenia światła dziennego oraz harmonogramy czasowe. Takie rozwiązania umożliwiają redukcję zużycia energii elektrycznej na potrzeby oświetlenia nawet o 50% [12], eliminując zbędne świecenie opraw w nieużytkowanych przestrzeniach lub przy wystarczającym oświetleniu naturalnym. Równie ważnym obszarem jest sterowanie źródłami ciepła, takimi jak kotły, pompy ciepła czy węzły cieplne. Integracja regulacji centralnej z regulacją strefową i pomieszczeniową pozwala na precyzyjne dostosowanie mocy grzewczej do aktualnego zapotrzebowania cieplnego. W efekcie możliwe jest ograniczenie zużycia energii cieplnej o 10–15%, przy jednoczesnym utrzymaniu komfortu cieplnego użytkowników [12].

Systemy BMS odgrywają istotną rolę w ograniczaniu śladu węglowego budynków poprzez optymalizację wykorzystania lokalnych źródeł odnawialnych (OZE), takich jak instalacje fotowoltaiczne, kolektory słoneczne czy magazyny energii. Inteligentne algorytmy sterowania umożliwiają maksymalizację autokonsumpcji energii wytwarzanej na miejscu (prosumpcja), co zmniejsza zapotrzebowanie na energię pochodzącą z sieci elektroenergetycznej. Dodatkowo, BMS umożliwia elastyczne sterowanie odbiorami energii w odpowiedzi na sygnały zewnętrzne, takie jak ceny energii czy polecenia operatora systemu elektroenergetycznego. Dzięki temu budynek może uczestniczyć w programach Demand Side Response (DSR) [13] oraz realizować koncepcję tzw. fleksumpcji, przyczyniając się do stabilizacji systemu energetycznego i dalszej redukcji emisji CO₂, za co zarządca budynku lub jego użytkownicy mogą uzyskiwać dodatkowe źródła dochodu. W przyszłości takie budynki mogą funkcjonować jako mikrosieci energetyczne zdolne do samodzielnego bilansowania energii i współpracy z sąsiadującymi obiektami [14].

Dzięki BMS mogą być rozwijane zaawansowane narzędzia wizualizacji danych w postaci wykresów, tabel, zestawień i statystyk, umożliwiających szczegółową analizę zużycia energii. Dostęp do historycznych i bieżących danych pozwala na identyfikację trendów, korelacji pomiędzy parametrami pracy instalacji oraz zachowaniami użytkowników. Na tej podstawie możliwe jest podejmowanie świadomych decyzji optymalizacyjnych oraz ciągłe doskonalenie strategii zarządzania energią.

Integracja systemów bezpieczeństwa w ramach BMS znacząco podnosi poziom ochrony użytkowników oraz infrastruktury technicznej budynku. Monitoring jakości powietrza wewnętrznego (stężenia CO₂, lotnych związków organicznych, wilgotności), czujniki czadu, dymu czy zalania umożliwiają wczesne wykrywanie zagrożeń i natychmiastową reakcję systemu. Uzupełnieniem jest system powiadamiania oraz priorytetyzacji alarmów i alertów, który pozwala na skuteczne zarządzanie sytuacjami awaryjnymi. Dzięki temu personel techniczny otrzymuje czytelne informacje o charakterze i wadze zdarzeń, co skraca czas reakcji i minimalizuje skutki potencjalnych awarii.

Zaawansowane systemy BMS wykorzystują analizę danych operacyjnych do predykcji usterek i degradacji elementów instalacji. Monitorowanie parametrów pracy urządzeń umożliwia wykrywanie odchyleń od wartości nominalnych jeszcze przed wystąpieniem awarii. W rezultacie możliwe jest przejście z konserwacji reaktywnej na konserwację predykcyjną, co prowadzi do obniżenia kosztów obsługi serwisowej, wydłużenia żywotności urządzeń oraz ograniczenia nieplanowanych przestojów.

Centralna synchronizacja czasu wszystkich urządzeń i sterowników w systemie BMS stanowi istotny element zapewniający spójność działania instalacji oraz poprawność rejestrowanych danych. Jednolity czas odniesienia umożliwia precyzyjną korelację zdarzeń, poprawne działanie harmonogramów oraz wiarygodną analizę historyczną. Ma to szczególne znaczenie w dużych, rozproszonych obiektach, gdzie brak synchronizacji mógłby prowadzić do błędów sterowania i interpretacji danych.

Wady i zalety inteligentnej instalacji elektrycznej

Inteligentna instalacja elektryczna zintegrowana z BMS stanowi zaawansowane rozwiązanie techniczne, które w istotny sposób wpływa na sposób eksploatacji budynków. Jej wdrożenie wiąże się zarówno z wymiernymi korzyściami funkcjonalnymi i energetycznymi, jak i z określonymi ograniczeniami natury technicznej, organizacyjnej oraz ekonomicznej.

Jednym z podstawowych ograniczeń wdrożenia inteligentnej instalacji elektrycznej opartej na BMS są wyższe koszty początkowe w porównaniu do tradycyjnych instalacji. Wynikają one z konieczności zastosowania dodatkowych urządzeń, takich jak czujniki, aktuatory, sterowniki programowalne, moduły komunikacyjne, serwery systemowe oraz specjalistyczne oprogramowanie. Wzrost kosztów dotyczy również etapu projektowania i uruchomienia, wymagającego większego nakładu pracy inżynierskiej. Należy jednak podkreślić, że koszty te mają charakter inwestycyjny i w wielu przypadkach mogą zostać zrekompensowane w całym cyklu życia budynku poprzez obniżenie kosztów eksploatacyjnych, energii oraz serwisu. Z punktu widzenia analizy LCC (Life Cycle Cost) wyższy koszt początkowy nie zawsze oznacza wyższy koszt całkowity.

Do kluczowych zalet inteligentnej instalacji elektrycznej należy możliwość zaawansowanego zarządzania energią. Integracja pomiarów, sterowania oraz analizy danych w ramach BMS umożliwia bieżącą optymalizację zużycia energii elektrycznej i cieplnej, redukcję strat oraz eliminację nieefektywnych schematów użytkowania. System pozwala na świadome kształtowanie profilu energetycznego budynku, reagowanie na zmienne warunki oraz współpracę z lokalnymi źródłami energii i systemem elektroenergetycznym. W praktyce oznacza to nie tylko niższe zużycie energii, lecz także większą przewidywalność kosztów i łatwiejsze spełnianie wymagań środowiskowych oraz wizerunkowych.

Inteligentna instalacja elektryczna znacząco podnosi komfort użytkowania budynku poprzez automatyzację codziennych czynności, personalizację ustawień oraz integrację wielu funkcji w jednym interfejsie. Odpowiednio skonfigurowany BMS może dostosowywać działanie oświetlenia, ogrzewania czy urządzeń pomocniczych do preferencji użytkowników, ograniczając konieczność ręcznej ingerencji. Jednocześnie należy zauważyć, że pełne wykorzystanie potencjału systemu wymaga od użytkowników poznania jego możliwości. Zbyt skomplikowany interfejs lub brak odpowiedniego szkolenia mogą prowadzić do niewykorzystania dostępnych funkcji, a w skrajnych przypadkach do obniżenia subiektywnego komfortu. Dlatego istotnym elementem wdrożenia jest ergonomia systemu oraz proces edukacji użytkowników.

Jedną z zalet systemów BMS jest ich wysoka elastyczność konfiguracyjna, umożliwiająca modyfikację logiki sterowania, harmonogramów oraz integrację nowych urządzeń na etapie eksploatacji. Cecha ta pozwala na dostosowanie instalacji do zmieniających się potrzeb użytkowników i funkcji budynku. Jednocześnie elastyczność ta wymaga starannego przemyślenia założeń już na etapie projektu. Brak odpowiedniej rezerwy sprzętowej, nieprzemyślana architektura systemu lub ograniczenia komunikacyjne mogą znacząco utrudnić późniejszą rozbudowę. W praktyce oznacza to konieczność pogodzenia elastyczności z dyscypliną projektową oraz świadomym podejmowaniem decyzji inwestycyjnych na wczesnym etapie realizacji.

Skuteczne wdrożenie inteligentnej instalacji elektrycznej opartej na BMS wymaga właściwego doboru technologii, rzetelnego projektu, nadzoru realizacyjnego oraz systematycznej weryfikacji działania systemu po uruchomieniu. Proces ten ma charakter iteracyjny i dobrze wpisuje się w koncepcję cyklu Deminga (Plan–Do–Check–Act). Na etapie planowania określane są cele energetyczne i funkcjonalne, następnie realizowana jest instalacja i konfiguracja systemu. Kolejne fazy obejmują monitoring efektów, analizę danych oraz wprowadzanie korekt optymalizacyjnych. Budynek i instalacja to jednak żywy ekosystem, więc po pewnym czasie należy przeprowadzić audyt, zweryfikować nastawy i dokonać ponownej optymalizacji. Metody i techniki sztucznej inteligencji mogą stanowić tu pomocne narzędzie. Takie podejście pozwala na ciągłe doskonalenie pracy systemu, jednak wymaga zaangażowania kompetentnych specjalistów oraz odpowiednich procedur organizacyjnych.

Podsumowanie

W dobie transformacji energetycznej oraz rosnących wymogów dotyczących emisyjności obiektów budowlanych, systemy zarządzania budynkiem BMS stają się właściwym narzędziem optymalizacji operacyjnej, wspierając zrównoważone zarządzanie energią w nowoczesnych budynkach. Ich rola wykracza poza prostą automatykę, oferując zintegrowane podejście do efektywności, ekologii oraz bezpieczeństwa. Dzięki integracji instalacji technicznych oraz zaawansowanym algorytmom sterowania możliwe jest jednoczesne osiągnięcie oszczędności energetycznych, redukcji kosztów eksploatacyjnych oraz poprawy komfortu i bezpieczeństwa użytkowników. Takie podejście ogranicza niepotrzebne zużycie energii oraz zwiększa przewidywalność i stabilność pracy instalacji.

Otwartość programistyczna w oparciu o algorytmy i modele matematyczne pozwala kreować między innymi system kontroli dostępu z komfortem użytkowników poprzez dotrzymanie zadanych parametrów temperatury, wilgotności, natężenia światła, ponadto odpowiednie planowanie produkcji ciepła i chłodu z uwzględnieniem prognoz pogody i pojemności cieplnej budynku. Działanie BMS obejmuje scenariusze użytkowania energii w zależności od czasu i warunków z procesami optymalizacyjnymi, w których można wykorzystać AI. System powinien uwzględniać możliwości dalszej rozbudowy, wykorzystując standardowe protokoły komunikacji, integrujące układy sterowania i implementujące różne zależności między urządzeniami, preferencjami użytkowników i warunkami panującymi w obiekcie.

Rządowy dokument pn. Długoterminowa Strategia Renowacji Budynków [15] (przyjęty w związku z art. 2a dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków), mając na uwadze optymalizację wykorzystania energii, wspiera wdrażanie systemów inteligentnego zarządzania energią w budynkach, m.in. wprowadzając wskaźnik absorbowalności inteligentnych rozwiązań (Smart Readiness Indicator, SRI). Ma to na celu podniesienie świadomości korzyści płynących z zastosowania rozwiązań inteligentnych i technologii informacyjno-komunikacyjnych w budynkach.

Zarządzanie energią w budynkach rozwija się w kierunku integracji zaawansowanych technologii cyfrowych, energooszczędnych instalacji oraz inteligentnych algorytmów. Połączenie automatyki, modelowania energetycznego i sztucznej inteligencji tworzy nowe możliwości optymalizacji zużycia energii, pochodzącej z lokalnych źródeł odnawialnych przy równoczesnym zwiększaniu komfortu użytkowników. Rozwój standardów regulacyjnych i rosnąca świadomość ekologiczna przyspieszają transformację sektora budowlanego w stronę zrównoważonej i niskoemisyjnej przyszłości.

Literatura

1. European Commission In Focus: Energy Efficiency in Buildings Available online: https://commission.europa.eu/news-and-media/news/focus-energy-efficiency-buildings-2020-02-17_en.
2. IEA Builidings Available online: https://www.iea.org/energy-system/buildings.
3. Word Green Building Council Bringing Embodied Carbon Upfront Available online: https://worldgbc.org/climate-action/embodied-carbon/.
4. Hereworks A Timeline in the History of Smart Buildings Available online: https://www.hereworks.io/tech-talk/a-timeline-in-the-history-of-smart-buildings.
5. M. Kadela, F. Copiak, R. Geryło, T. Godlewski, G. Kimbar, M. Kozicki, B. Łoboda, K. Strycharz, „System Oceny Smart Readiness Budynków – bieżąca potrzeba czy wyzwania przyszłości?”, „Materiały budowlane”, 2022, s. 32–38, doi:10.15199/33.2022.10.09.
6. S. Bielecki, J. Lipka, T. Palimąka, T. Skoczkowski, J. Szymczyk, „Rozwiązania inteligentnego budynku w rewitalizacji budynków użyteczności publicznej. Krok ku poprawie efektywności energetycznej”, „Elektro.info” 2013, 6 (115), s. 66–71.
7. M.F. Hossain, „Chapter Seven – Best Management Practices. In Sustainable Design and Build”; M.F. Hossain, Ed., Butterworth-Heinemann, 2019; pp. 419–431.
8. S. Basu, „Chapter 10 – Building and service sector automation. In Plant Intelligent Automation and Digital Transformation”; S. Basu, Ed.; Academic Press, 2023; Vol. 1, pp. 273–307.
9. T. Zarębski, P. Cierzniewski, „Porównanie mediów transmisyjnych w systemach automatyki budynkowej”, „Elektro.info” 2016, 11.
10. M. Bielówka, W. Dołęga, „Analiza rozwiązań instalacji inteligentnych w kontekście oszczędności energii elektrycznej”, „Elektro.info” 2019, 9.
11. A. Książkiewicz, „Integracja elementów instalacji klasycznej z systemami automatyki budynkowej na przykładzie LCN i KNX”, „Elektro.info” 2017, 3.
12. B. Kluczberg, J. Żurawski, K. Szymański, „Zarządzanie energią w budynkach”, „Elektro.info” 2025, 9 (237), s. 66–70.
13. T. Skoczkowski, S. Bielecki, M. Wołowicz, L. Sobczak, A. Węglarz, P. Gilewski, „Participation in Demand Side Response. Are Individual Energy Users Interested in This?”, „Renew Energy” 2024, 232, doi:10.1016/j.renene.2024.121104.
14. S. Bielecki, T. Skoczkowski, M. Wołowicz, „Microgrids as a Tool for Energy Self-Sufficiency”, „Sensors” 2025, 25, doi:doi.org/10.3390/s25216707.
15. Rada Ministrów RP „Długoterminowa Strategia Renowacji Budynków”, załącznik do Uchwały Nr 23/2022 Rady Ministrów z dnia 9 lutego 2022 r.; 2022.