Nowoczesne systemy inteligentne w budownictwie Rok

Nowoczesne systemy inteligentne w budownictwie Rok

Systemy inteligentne w nowoczesnym budownictwie
Studia I stopnia
Przedmiot:
Rok:
Semestr:
Rodzaj zajęć i liczba godzin:
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Liczba punktów ECTS:
C1
C2
C3
C4
C5
1
2
3
4
Nowoczesne systemy inteligentne w budownictwie
III
VI
Studia stacjonarne
Studia niestacjonarne
30
14
30
4 ECTS
2 ECTS
Cel przedmiotu – studia stacjonarne
Nabycie wiedzy o komponentach systemów inteligentnych o zasięgu światowym (otwartych)
oraz firmowych (zamkniętych).
Nabycie wiedzy o zasadach działania i możliwości elektrycznych instalacji inteligentnych
stosowanych
w budynkach.
Nabycie umiejętności rozumienia zagadnienia zarządzania energią w nowoczesnych
budynkach.
Nabycie wiedzy o ekologicznych aspektach zastosowania inteligentnych instalacji
elektrycznych w budynkach..
Nabycie umiejętności stosowania komputerowo wspomaganego projektowania instalacji
inteligentnych i i programowania wybranych instalacji inteligentnych.
Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji
Umiejętność logicznego i kreatywnego myślenia.
Sprawność korzystania z narzędzi projektowych, w tym komputerowych.
Podstawowa wiedza z zakresu podstaw elektroenergetyki i sieci elektroenergetycznych.
Nawyk kształcenia ustawicznego.
EK 1
EK 2
EK 3
EK 4
EK 5
EK 6
EK 7
EK 8
EK 9
EK 10
EK 11
EK 12
EK 13
EK 14
EK 15
Efekty kształcenia
W zakresie wiedzy:
Rozumie podstawowe definicje i pojęcia związane z budynkami inteligentnymi.
Potrafi wskazać podstawowe różnice między instalacjami tradycyjnymi a inteligentnymi.
Potrafi określić rolę inteligentnych systemów budynkowych w uzyskaniu oszczędności energii
w budynkach.
Potrafi omówić podstawowe komponenty instalacji inteligentnych i wykazać różnice między
nimi.
Identyfikuje główne grupy urządzeń stosowanych w automatyce budynków.
W zakresie umiejętności:
Potrafi sparametryzować i uruchomić instalację inteligentną w systemie Tebis TX.
Potrafi czytać rysunek techniczny.
Potrafi dobierać typowe komponenty instalacji inteligentnej w budynku w systemie Domito.
Potrafi skorzystać z norm, przepisów i katalogów.
Potrafi zaprojektować energooszczędne instalacje oświetleniowe w instalacjach
inteligentnych.
W zakresie kompetencji społecznych:
Potrafi wskazać zalety inteligentnych systemów elektrycznych.
Rozumie rolę projektanta-integratora systemów w procesie projektowania i wykonania
inteligentnego budynku.
Potrafi pracować w grupie.
Rozumie potrzebę energooszczędnego zarządzania energią w nowoczesnych budynkach.
Rozumie potrzebę korzystania z odnawialnych źródeł energii.
Treści programowe przedmiotu
Forma zajęć – wykłady
Treści programowe
W1
W2
W3
W4
W5
W6
W7
W8
W9
W10
W11
W12
W13
W14
W15
Poznanie definicji zasobów obiektowych. Rodzaje zasobów obiektowych. Analogie
między organizmami i procesami w nich zachodzącymi. Podstawy energetyczne
budynków.
Integracja systemów obiektowych w aspekcie programowym i sprzętowym.
Podstawowe wymagania stawiane nowoczesnym instalacjom elektrycznym.
Geneza powstania i rozwój systemów inteligentnego budynków definicja budynku
inteligentnego i klasyfikacja inteligentnych instalacji elektrycznych.
Podział systemów zainstalowanych w budynku. Podstawowe cechy systemu
zarządzania w budynku. Klasyfikacja systemów zarządzania budynkami
inteligentnymi pod względem ich złożoności. Kategorie instalacji budynków
inteligentnych. Syndrom chorego budynku (SBS).
Cel stosowania systemów automatyki domowej (osiągane korzyści: oszczędności,
komfort, funkcjonalność i bezpieczeństwo)
Podstawy transmisji danych: rodzaje transmisji, transmisja równoległa, transmisja
szeregowa. Reguły przesyłu informacji: model ISO/OSI, protokół transmisji.
Klasyfikacja sieci: topologia połączeń. Metody dostępu do sieci.
Aspekty ogólne EIB/KNX (European Installation Bus). Komunikacja i transmisja
danych w instalacji EIB/KNX. Nośniki sygnału. Funkcje przewodu magistralnego.
Struktura telegramu. Kolizja telegramu i mechanizm CSMA-CA. Zasada działania
systemu EIB/KNX. Terminologia i rozwiązania konstrukcyjne. Możliwości systemu.
Opracowanie dokumentacji projektowej. Teoria budowy instalacji i zasady działania
urządzeń magistralnych: planowanie i projektowanie, instalacja magistrali,
struktura, topologia, oprogramowanie użytkowe, hierarchia, przewód magistralny,
urządzenia magistralne, ochrona przeciwprzepięciowa, adresy fizyczne i grupowe,
telegramy.
Instalacja EIB Powerline. Teoria budowy instalacji i zasady działania urządzeń
magistralnych w instalacji EIB Powerline: planowanie i projektowanie, struktura,
topologia. Sprawdzanie poprawności wykonania instalacji EIB/KNX. Współpraca
EIB/KNX z innymi systemami sterowania.
Rola standardów zintegrowanych systemów automatyki budynków w uzyskiwaniu
energooszczędności budynków. Zdalny odczyt liczników. Symulacja obecności
domowników.
System Tebis TS/TX. Terminologia i rozwiązania konstrukcyjne. Możliwości
systemu.
System Domito. Terminologia i rozwiązania konstrukcyjne. Możliwości systemu.
Wizualizacja instalacji inteligentnych. Rola systemów wizualizacji w budynkach
inteligentnych. Narzędzia wspomagające projektowanie systemów wizualizacji
w budynkach inteligentnych. Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwprzepięciowa
w instalacjach inteligentnych.
Efektywne sterowanie oświetleniem i ogrzewaniem w systemach inteligentnych.
Wykorzystanie komponentów instalacji inteligentnych do sterowania klimatu
wewnętrznego budynków. Rola standardów zintegrowanych systemów automatyki
budynków w uzyskiwaniu energooszczędności budynków. Integracja instalacji
inteligentnych ze źródłami energii odnawialnej. Zastosowanie energii odnawialnej w
energooszczędnych budynkach.
Komputerowe wspomaganie projektowania i programowania inteligentnych
instalacji, programy: ETS 3.0 i ETS 4.0, LCN-PRO, Tebis TX wizualizacja.
Integracja instalacji w budynku inteligentnym. Koncepcja inteligentnych instalacji w
wybranych obiektach i ranżach: banki i hotele, obiekty wypoczynkowe, szkoły,
kliniki i domy seniora, przemysł.
Suma godzin:
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
30
Treści programowe przedmiotu – studia stacjonarne
Forma zajęć – Laboratorium
Liczba
godzin
Treści programowe
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L10
L11
L12
L13
L14
L15
1
2
3
4
5
Wprowadzenie do programu ETS3 (European Installation Bus Tool Software):
instalacja programów, konfiguracja, zarządzanie projektami, zarządzanie
bankiem danych. Szybkie planowanie projektu w ETS3.
Sterowanie oświetleniem w systemie BUS-Pro.
Sterowanie oświetleniem przy pomocy wejścia binarnego w systemie KNX/EIB.
Projekt sterowania i programowanie wyłącznika schodowego w systemie
KNX/EIB.
Programowanie funkcji ściemniacza w systemie Tebis TS i TX.
Sterowanie żaluzjami w systemie KNX/EIB.
Programowanie funkcji ściemniacza w systemie BUS-Pro.
Sterowanie roletami w systemie Tebis TX i TS. Funkcje wielokrotnego łączenia.
Projekt i programowanie scen świetlnych w systemie KNX/EIB. Załączanie
oświetlenia w systemie EIB/KNX przy pomocy czujnika natężenia światła.
Programowanie ogrzewania w systemie KNX/EIB.
Programowanie komponentów stacji pogodowej w systemie KNX/EIB.
Programowanie sprzęgieł liniowych w systemie KNX/EIB.
Wprowadzenie do programu LCN-Pro. Projekt i programowanie scen świetlnych
w systemie LCN.
Programowanie ogrzewania w systemie LCN.
Programowanie instalacji inteligentnej w systemie DOMITO – sterowanie
oświetleniem.
Suma godzin:
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
30
Narzędzia dydaktyczne
Wykład z prezentacją multimedialną.
Analiza przypadków.
Praca w grupach.
Praca w laboratorium.
Obowiązujące akty normatywne.
Sposoby oceny
Ocena formująca
F1
F2
F3
Krótkie testy.
Zaliczenie ustne.
Wykonanie pracy zaliczeniowej.
P1
Ocena podsumowująca
Ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych z pisemnych testów i prac
zaliczeniowych w laboratorium.
Egzamin pisemny.
P2
Obciążenie pracą studenta
Lp. Forma aktywności
1
2
3
4
5
6
7
8
Godziny kontaktowe z wykładowcą, w tym:
Udział w wykładach
Udział w ćwiczeniach (laboratorium)
Praca własna studenta, w tym:
Przygotowanie do ćwiczeń w oparciu o literaturę przedmiotu
Samodzielne przygotowanie do zaliczenia wykładu
Łączny czas pracy studenta
Sumaryczna liczba punktów ECTS dla przedmiotu
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
60
30
30
15
15
10
100
4 ECTS
C1
C2
C3
C4
C5
1
2
Cel przedmiotu - studia niestacjonarne
Nabycie wiedzy o zasadach integracji systemów budynkowych w ramach BMS (Building
Management System).
Nabycie wiedzy o komponentach systemów inteligentnych o zasięgu światowym (otwartych)
oraz firmowych (zamkniętych).
Nabycie wiedzy o zasadach działania i możliwości elektrycznych instalacji inteligentnych
stosowanych
w budynkach.
Nabycie umiejętności rozumienia zagadnienia zarządzania energią w nowoczesnych
budynkach.
Nabycie wiedzy o ekologicznych aspektach zastosowania inteligentnych instalacji
elektrycznych w budynkach.
Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji
Umiejętność logicznego i kreatywnego myślenia.
Nawyk kształcenia ustawicznego.
EK 1
EK 2
EK 3
EK 4
EK 5
EK 6
EK 7
EK 8
EK 9
EK 10
EK 11
EK 12
EK 13
EK 14
EK 15
Efekty kształcenia – studia niestacjonarne
(w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych)
W zakresie wiedzy:
Rozumie podstawowe definicje i pojęcia związane z budynkami inteligentnymi.
Potrafi omówić podstawowe komponenty instalacji inteligentnych i wykazać różnice między
nimi.
Potrafi wskazać podstawowe różnice między instalacjami tradycyjnymi a inteligentnymi.
Potrafi określić rolę inteligentnych systemów budynkowych w uzyskaniu oszczędności energii
w budynkach.
Identyfikuje główne grupy urządzeń stosowanych w automatyce budynków.
W zakresie umiejętności:
Potrafi wykazać zalety inteligentnych systemów elektrycznych.
Rozumie rolę projektanta-integratora systemów w procesie projektowania i wykonania
inteligentnego budynku.
Rozumie potrzebę energooszczędnego zarządzania energią w nowoczesnych budynkach.
Rozumie potrzebę korzystania z odnawialnych źródeł energii.
Potrafi czytać rysunek techniczny.
W zakresie kompetencji społecznych:
Potrafi skorzystać z norm, przepisów i katalogów.
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł.
Potrafi formułować wnioski i wyczerpująco uzasadniać opinie.
Potrafi pracować w grupie.
Potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a
także wyciągać wnioski.
Treści programowe przedmiotu – studia niestacjonarne
Forma zajęć – wykłady
Treści programowe
W1
W2
W3
W4
Geneza powstania i rozwój systemów inteligentnego budynków definicja budynku
inteligentnego i klasyfikacja inteligentnych instalacji elektrycznych. Analogie
między organizmami i procesami w nich zachodzącymi. Podstawy energetyczne
budynków.
Poznanie definicji zasobów obiektowych. Rodzaje zasobów
obiektowych.
Integracja systemów obiektowych w aspekcie programowym i sprzętowym.
Podstawowe wymagania stawiane nowoczesnym instalacjom elektrycznym.
Cel stosowania systemów automatyki domowej (osiągane korzyści: oszczędności,
komfort, funkcjonalność i bezpieczeństwo). Poznanie wybranych systemów
automatyki budynkowej, np. KNX/EIB, LON, LCN, Bus-Pro.
Podział systemów zainstalowanych w budynku. Podstawowe cechy systemu
Liczba
godzin
2
2
2
2
W5
W6
W7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
zarządzania w budynku. Klasyfikacja systemów zarządzania budynkami
inteligentnymi pod względem ich złożoności. Kategorie instalacji budynków
inteligentnych.
Efektywne sterowanie oświetleniem i ogrzewaniem w systemach inteligentnych.
Wykorzystanie komponentów instalacji inteligentnych do sterowania klimatu
wewnętrznego budynków.
Rola standardów zintegrowanych systemów automatyki budynków w uzyskiwaniu
energooszczędności budynków. Integracja instalacji inteligentnych ze źródłami
energii odnawialnej. Zastosowanie energii odnawialnej w energooszczędnych
budynkach.
Wizualizacja instalacji inteligentnych. Rola systemów wizualizacji w budynkach
inteligentnych. Narzędzia wspomagające projektowanie systemów wizualizacji
w budynkach inteligentnych. Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwprzepięciowa
w instalacjach inteligentnych.
Suma godzin:
2
2
2
14
Literatura podstawowa
Klajn A., Bielówka M.: Instalacja elektryczna w systemie KNX/EIB. Podręcznik INPE – bezpłatny
dodatek dla prenumeratorów miesięcznika INPE, COSiW SEP, 2006.
Mikulik, J.: Budynek inteligentny, Tom II, Podstawowe systemy bezpieczeństwa w budynkach
inteligentnych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.
Mikulik J.: Europejska Magistrala Instalacyjna. Rozproszony system sterowania
bezpieczeństwem i komfortem. COSiW, Warszawa 2009.
Niezabitowska E. i inni: Budynek inteligentny. Tom I, II. WPolŚl, Gliwice 2005.
Petykiewicz P.: Nowoczesna instalacja elektryczna w inteligentnym budynku. COSiW SEP
2004.
Literatura uzupełniająca
Drop D., Jastrzębski D.: Współczesne instalacje elektryczne w budownictwie jednorodzinnym
z wykorzystaniem osprzętu firmy Moeller. COSiW SEP, Warszawa 2002.
Koczyk, H., Antoniewicz, B.: Nowoczesne wyposażenie domu jednorodzinnego – Instalacje
sanitarne i grzewcze. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Poznań 2004.
Lejdy B.: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. WNT, Warszawa 2009.
Sroczan, E.: Nowoczesne wyposażenie techniczne domu jednorodzinnego – Instalacje
elektryczne. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Poznań 2004.
PN-EN 50090-2-1:2002, Domowe i budynkowe systemy elektroniczne (HBES). Część 2-1:
Przegląd systemu. Architektura.
PN-EN 50090-3-1:2002, Domowe i budynkowe systemy elektroniczne (HBES). Część 3-1:
Aspekty zastosowań. Wprowadzenie do struktury aplikacji.
Macierz efektów kształcenia
Efekt
kształcenia
EK 1
EK 2
EK 3
EK 4
EK 5
EK 6
EK 7
EK 8
EK 9
EK 10
EK 11
EK 12
EK 13
EK 14
EK 15
Odniesienie danego efektu
kształcenia do efektów
zdefiniowanych dla całego
programu (PEK)
T1A_ W01, T1A_ W04
T1A_ W03, T1A_ W05
T1A_ W02, T1A_ W04
T1A_ W01, T1A_ W04
T1A_ W03, T1A_ W04
T1A_ W01, T1A_ W04
T1A_ W03, T1A_ W04
T1A_ W04
T1A_ W01, T1A_ W04
T1A_ W03, T1A_ W04
T1A_ W04
T1A_ W04
T1A_ W04
T1A_ W04
T1A_ W04
Cele
Treści programowe
przedmiotu
C1
C2
C3
C4
C5
C1
C2
C3
C4
C5
C1
C2
C3
C4
C5
[W1, W2, W3, W4]
[W3, W4, W5]
[W2, W5]
[W2]
[W5, W6]
[W1, W2, W3, W4]
[W3, W4, W5]
[W2, W5]
[W2]
[W5, W6]
[W1, W2, W3, W4]
[W3, W4, W5]
[W2, W5]
[W2]
[W5, W6]
Metody/
Narzędzia
dydaktyczne
Sposób oceny
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
F1, F2, F3, P1, P2
Na ocenę 2 (ndst)
EK 1
Nie rozumie pojęcia
BMS.
EK 2
Nie zna i nie potrafi
odróżnić systemów
otwartych i
zamkniętych w
automatyce
budynków.
Nie potrafi określić,
zdefiniować
EK 3
podstawowych funkcji
instalacji inteligentnej.
EK 4
Nie potrafi opisać
budowy telegramu w
systemie
magistralnym i
techniki przesyłu
informacji między
urządzeniami.
Formy oceny – szczegóły
Na ocenę 3 (dst)
Na ocenę 4 (db)
Potrafi zdefiniować
pojęcie integracji
Ma problemy ze
instalacji w budynku
zrozumieniem klasyfikacji
inteligentnym. Ma
systemów zarządzania
problemy z
budynkami inteligentnymi. wymienieniem kategorii
instalacji budynków
inteligentnych.
Zna różne systemy
otwarte i zamknięte, ale
nie potrafi wskazać
istotnych różnic między
nimi.
Ma problemy z
określeniem i
zdefiniowaniem
podstawowych funkcji
instalacji inteligentnej.
Umie wymienić składniki
telegramu w systemie
LCN, ma problemy
z wyjaśnieniem techniki
przesyłu informacji
między urządzeniami.
Zna systemy otwarte i
zamknięte budynków i
potrafi wskazać ich
zasadnicze cechy i
różnice.
Prawidłowo określa i
definiuje podstawowe
komponenty instalacji
inteligentnej, ale
popełnia błędy przy ich
definiowaniu.
Potrafi zilustrować ideę
modelu OSI. Zna
strukturę warstw
systemu OSI. Umie
wymienić składniki
telegramu w systemie
LCN, ma problemy z
opisem techniki
przesyłu informacji
między urządzeniami.
Na ocenę 5 (bdb)
Potrafi zdefiniować pojęcie
integracji instalacji w
budynku inteligentnym, zna
kategorie instalacji
budynków inteligentnych.
Potrafi podać komponenty
systemu BMS.
Potrafi wykorzystać różne
urządzenia w systemach
otwartych do integracji
instalacji w budynku
inteligentnym.
Prawidłowo określa,
definiuje i oblicza
podstawowe komponenty
instalacji inteligentnej.
Zna strukturę warstw
systemu OSI w instalacji
LON. Umie wymienić
składniki telegramu w
systemie LON zna technikę
przesyłu informacji między
urządzeniami.
Nie rozróżnia
podstawowych
komponentów
EK 5
instalacji
inteligentnych w
systemach KNX, LCN,
LON.
Rozróżnia komponenty
instalacji inteligentnych,
ale nie zna ich roli.
Rozróżnia podstawowe
Rozróżnia komponenty
komponenty instalacji
instalacji inteligentnych,
inteligentnych, zna ich rolę
zna ich rolę, nie umie
w systemie, umie opisać ich
opisać ich budowy.
budowę.
Nie rozumie wpływu
instalacji inteligentnej
na zużycie energii
w budynku.
Zna oddziaływanie
instalacji inteligentnej na
energooszczędność
budynku, ale nie umie
podać przykładów.
Zna oddziaływanie
instalacji inteligentnej
na energooszczędność
budynku i umie podać
przykłady.
Umie zastosować i
programować urządzenia
dedykowane do obniżenia
zużycia energii w budynku.
Rozumie istotne
znaczenie współpracy
między branżami w
trakcie tworzenia
instalacji inteligentnych,
podaje przykłady.
Rozumie istotne znaczenie
współpracy między
branżami w trakcie
tworzenia instalacji
inteligentnych, podaje
przykłady. Swobodnie
posługuje się
sformułowaniami z różnych
branż zawartymi w
dokumentacji projektowej
EK 6
EK 7
EK 8
EK 9
Nie rozumie roli
współpracy w trakcie
tworzenia instalacji
inteligentnych.
Rozumie istotne
znaczenie współpracy
między branżami w
trakcie tworzenia
instalacji inteligentnych,
ale nie umie podać
przykładów.
Rozumie znaczenie
Wzorowo przestrzega Podejmuje własne inicjatywy
utrzymania porządku
zasad BHP oraz pilnuje
w celu zachowania
w trakcie zajęć, ale
porządku na stanowisku
porządku na stanowisku
czasami o tym nie
pracy.
pracy.
pamięta.
Nie zna związku
Zna związek między
Zna związek między
Zna związek między funkcją
między funkcją
funkcją inżyniera w
funkcją inżyniera w
inżyniera w trakcie
inżyniera w trakcie trakcie tworzenia budynku
trakcie tworzenia
tworzenia budynku a jego
tworzenia budynku a
a jego
budynku a jego
energooszczędnością,
jego
energooszczędnością, ale energooszczędnością,
podaje przykłady dla
energooszczędnością. nie umie tego uzasadnić.
umie to uzasadnić.
różnych rodzajów instalacji.
Pozostawia po sobie
bałagan na
stanowisku pracy.
Autor programu:
Adres e-mail:
Jednostka
organizacyjna:
Dr inż. Marek Horyński
[email protected]
Katedra Inżynierii Komputerowej i Elektrycznej PL