Automação de edifícios, AVAC e muito mais

Projetar edifícios tornou-se, nos últimos anos, um processo algo semelhante a escrever um programa de computador baseado em algoritmos específicos. Isso aplica-se, em particular, às instalações que são planeadas desde o início, como os chamados edifícios inteligentes. Naturalmente, existe o projeto constante dos elementos estruturais do edifício e de todas as suas instalações, mas o projetista deve dedicar cada vez mais tempo e atenção à planificação de soluções que integrem estas instalações num sistema automático que gerirá o funcionamento de todos os elementos.

• Instalações AVAC
• Automação do controlo da iluminação
• Sensores para a automação de edifícios
• Controlo da automação de edifícios
• Protocolos DALI e KNX
• Vantagens da automação de edifícios

Introdução à automação de edifícios: o que é e quais as suas funções

A domótica está a tornar-se um elemento indispensável tanto em habitações particulares como em instalações de serviços, públicas ou industriais. É um sistema integral que permite automatizar e controlar à distância diversos elementos da edificação, como aquecimento, ventilação e ar condicionado (coletivamente denominados AVAC), bem como sistemas de alarme, incêndio e monitorização. É uma solução que tem como objetivo garantir tanto a segurança, que é a principal função dos sistemas de gestão de edifícios (os chamados BMS, do inglês Building Management System), como o conforto dos residentes, ao mesmo tempo que permite poupar energia mediante uma gestão eficaz destes sistemas.

A automação de edifícios baseia-se em vários dispositivos e subsistemas, como redes de sensores, unidades de controlo (controladores e relés), dispositivos de medição, atuadores e sistemas com e sem fios. Graças a eles, é possível a comunicação e partilha de informação entre elementos individuais do edifício, criando um sistema coerente e funcional.

Os algoritmos e o software modernos que são utilizados nas casas inteligentes permitem-lhe reagir às mudanças tanto dentro como fora do edifício, regulando o funcionamento das instalações individuais. Dezenas de sensores, detetores e medidores fornecem dados constantes sobre as condições dentro e fora do edifício, bem como sobre o estado das instalações individuais. Além disso, uma rede complexa de cabos e condutores proporciona uma comunicação confiável, que muitas vezes supera os métodos sem fios. Os sistemas BMS podem realizar muitas tarefas, como ligar e desligar a iluminação de acordo com os cenários programados, controlar o alarme, os detetores, as zonas de segurança, as fechaduras de portas e janelas e a iluminação para proteger a casa contra intrusos. Também podem regular o aquecimento, o ar condicionado, a ventilação e as persianas, ajustando as condições de cada uma das divisões às mudanças do clima. Importa destacar que também permitem o controlo do consumo energético e a otimização de todos os processos para conseguir poupanças e minimizar as emissões poluentes.

O sistema AVAC e o seu papel na estrutura Smart Home

A automação de edifícios, especialmente no contexto do sistema AVAC (em inglês, HVAC, de Heating, Ventilation, and Air Conditioning), é uma solução complexa e versátil. O AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) é um sistema integral que combina estas três instalações independentes num todo coerente. O seu principal objetivo é controlar a temperatura, a humidade, a qualidade do ar e a circulação do ar no interior do edifício.

Os sistemas AVAC oferecem muitos benefícios que vale a pena destacar. O mais evidente é a garantia do conforto térmico e da qualidade do ar no interior do edifício. Não obstante, hoje em dia, presta-se cada vez mais atenção à eficiência energética, que se traduz na redução dos custos energéticos. Ao controlarem o consumo de energia para aquecimento e ar condicionado, os sistemas AVAC contribuem para o funcionamento sustentável dos edifícios.

Importa também destacar o papel dos sistemas AVAC na melhoria da qualidade do ar interior, especialmente no contexto da recente pandemia. Os fabricantes de sistemas destacam a capacidade destas soluções para eliminar vírus e substâncias nocivas e prevenir o crescimento de bolor. Esta característica é cada vez mais importante para os utilizadores.

No entanto, devemos ter em conta que os sistemas AVAC têm algumas desvantagens, como os altos custos de instalação e manutenção e a necessidade de uma manutenção regular. Ainda assim, as vantagens que oferecem compensam estas desvantagens.

Vejamos agora os componentes do sistema AVAC, isto é, as instalações individuais.

1. Instalação de aquecimento: um sistema AVAC pode incluir vários métodos de aquecimento, como radiadores, caldeiras, bombas de calor, aparelhos de ar condicionado com recuperação de calor e aquecimento por piso radiante.
2. Instalação de ventilação: assegura a renovação do ar, mantendo a sua adequada qualidade no interior das habitações. Existem muitas variantes de ventilação, como a natural, a mecânica ou a híbrida, que combina as duas primeiras variantes.
3. Climatização: esta instalação é responsável por regular a temperatura e a humidade no interior dos edifícios. Podem ser utilizadas diferentes estruturas consoante as necessidades, como, entre outros, sistemas split ou multi-split.

Ventilação como componente de AVAC – soluções típicas

A ventilação é o processo de, em simultâneo, fornecer ar fresco e eliminar o ar contaminado. Para assegurar a eficácia e a eficiência energética, há uma aposta cada vez maior na ventilação mecânica com recuperação. Graças a esta solução, conseguimos obter um desempenho constante independentemente das condições climáticas ou das características do edifício. O elemento-chave deste sistema é o recuperador, isto é, o permutador de calor, que recupera a energia térmica do ar usado expulsado.

No caso de instalações bem desenhadas e executadas, o recuperador pode recuperar até 95% do calor. Porém, para obter tais resultados, a unidade de tratamento de ar deve ter controlo automático. As soluções modernas também permitem o controlo remoto do sistema a partir de um tablet, smartphone ou computador, usando aplicações dedicadas ou um navegador web. Graças a este controlo automático, poderá desfrutar de um conforto extraordinário, por exemplo, subindo a temperatura da casa pouco antes de voltar de uma longa ausência no inverno.

Para que a unidade de tratamento de ar e todos os seus componentes, incluindo o permutador de calor, funcionem de acordo com os pressupostos descritos anteriormente, é necessário equipar o sistema com controladores automáticos. Os controladores estão geralmente situados dentro do painel de controlo, e as interfaces, também denominadas teclados, são montadas nas paredes em locais escolhidos pelos utilizadores. É importante não confundir os teclados com os controladores propriamente ditos. Os manipuladores são dispositivos com que os utilizadores têm contacto direto, e utilizam-nos para controlar a unidade de tratamento de ar. Podem assumir muitas formas, desde painéis simples com botões físicos até ecrãs táteis de cristais líquidos que se assemelham a smartphones ou tablets. Independentemente da sua aparência, os manipuladores são dispositivos que são utilizados para comunicar com controladores reais. Estão sempre conectados ao painel de controlo (ao controlador), utilizando cabos seguros e de baixa tensão, como um cabo UTP de categoria 5. É através destes cabos que os utilizadores dão ordens ao controlador, que é de vital importância para o funcionamento do sistema de ventilação, apoiando, entre outros, aquecedores, refrigeradores, amortecedores, ventiladores e o próprio permutador de calor.

Os sistemas modernos de ventilação e recuperação oferecem muitas opções para gerir os parâmetros operacionais. O controlo contínuo pode ser feito manualmente, usando um joystick ou um dispositivo portátil, mas também há uma opção de programação que permite implementar horários específicos, incluindo ciclos de trabalho diários, semanais ou mensais. Tudo isso é possível graças a uma extensa rede de sensores que fornecem informação sobre as condições no edifício, tais como: temperatura (sensores de canal), humidade (higrómetros de canal), concentração de CO2 (sensores de canal e ambiente baseados ​​num analisador de infravermelhos) e pressão (transdutores de diferencial multifaixa).

Tal como já referido, o controlo dos parâmetros do sistema de ventilação nas casas inteligentes é efetuado de forma automática ou manual, utilizando várias interfaces. Independentemente do método de controlo escolhido, a lista de parâmetros controlados é sempre interessante e longa. Os aspetos mais importantes controlados pelos sistemas de automação de edifícios são:

• Eficiência de ventilação, que geralmente é controlada selecionando uma de várias faixas ou continuamente. Também é uma regulação indireta do consumo elétrico, em que uma menor faixa de capacidade significa um menor consumo de energia. Com o controlo automático de capacidade, o sistema toma decisões com base na informação fornecida pelos sensores;
• Recuperação de calor na unidade, regulada em função da temperatura mediante a manipulação da comporta de derivação (bypass do recuperador);
• Temperatura do ar introduzido nas habitações, ao qual é dada forma por meio de um pós-tratamento com um aquecedor;
• Quantidade de ar fresco introduzido nas habitações e quantidade de ar aspirado (função de ventilação), em que o controlo é efetuado mediante a regulação de comportas, comportas de corte e ventiladores, bem como mediante o controlo do tempo de funcionamento destes elementos;
• Pressão do ar, que é o resultado da colaboração de vários elementos do sistema ao mesmo tempo.

Controlo de aquecimento inteligente como parte dos sistemas AVAC e BMS

As cabeças termostáticas eletrónicas são utilizadas há muitos anos na gestão inteligente do aquecimento das habitações e continuam a ser muito populares. Estes pequenos dispositivos que funcionam a bateria são muito fáceis de usar e vêm numa grande variedade de modelos, que incluem ecrã, conectividade sem fios e redes domésticas. Como tal, permitem um controlo de temperatura muito preciso e a programação de ciclos diários e multidia. Importa também destacar a função de deteção de janela aberta desenvolvida nestes dispositivos, que permite desligar temporariamente o aquecimento quando areja a divisão.

Os controladores de bombas e as unidades de controlo de piso radiante são outros elementos do sistema de controlo de aquecimento que permitem a ativação e desativação automáticas das bombas de circulação em função da temperatura medida. Estes dispositivos são dedicados às bombas de circulação de água quente sanitária e detetam-nas automaticamente. Os controladores de bombas colaboram nos sistemas de aquecimento central com lareiras ou caldeiras de fornecimento de ar para carvão e carvão fino. Incluem muitas funções, entre elas a função de máxima potência do ventilador de impulsão, a função de recolha de calor de emergência, a função de adicionar combustível ao forno ou a função de manter constante a temperatura da água no depósito ou no aquecedor do sistema de água doméstico.

No caso de aquecimento por piso radiante de água ou aquecimento por piso radiante com cabos aquecedores, os fabricantes oferecem um grupo separado de controladores. Estes dispositivos gerem várias zonas de aquecimento, em que cada divisão é uma zona diferente, detetando atuadores termoelétricos montados em faixas coletoras de piso radiante ou portas individuais que representam a cablagem do piso de cada divisão em separado. Independentemente da variante, muitos destes controladores permitem o controlo móvel do seu funcionamento, graças à ligação à rede de Internet. São estas características que fazem com que as cabeças termostáticas eletrónicas, os controladores de bombas e as unidades de piso radiante sejam cada vez mais populares na gestão inteligente do aquecimento.

Controlo automático da iluminação: um aspeto importante da domótica

A base do controlo de iluminação inteligente é a variedade de acessórios que acompanham as luminárias LED. Naturalmente, os chaveiros tradicionais e os manipuladores montados nas paredes são necessários, mas aqui a base são sensores com diversas capacidades e aplicações. Nesta categoria, destacam-se os detetores de movimento e os detetores de presença. A diferença entre eles é que os sensores de presença detetam movimentos subtis e até mesmo mudanças mínimas na posição de pessoas que praticamente não se movem no seu campo de trabalho (por exemplo, uma pessoa que trabalha com um computador portátil no colo). Já os sensores de movimento são especialistas em detetar movimentos ativos de pessoas num edifício (por exemplo, a mudança de uma divisão para outra).

Há anos que os fabricantes de iluminação para habitações, escritórios e edifícios públicos oferecem os seus próprios sistemas de controlo, que foram sendo integrados com a domótica geral e outras instalações. A maioria destes sistemas baseia-se no protocolo internacional DALI, que foi criado por várias empresas líderes, incluindo a Philips e a Osram. Este protocolo permite-lhe controlar a iluminação em divisões individuais e em andares completos. Todos estes sistemas oferecem controlo através de um painel de parede, tablet, smartphone ou computador conectado à rede Wi-Fi local. Os sistemas baseados ​​no protocolo DALI são extremamente flexíveis e permitem o controlo através de sensores que ligam a luz quando não há luz suficiente no escritório e sempre que são detetadas pessoas. Além disso, permitem o controlo remoto da iluminação, sem ter de depender de sensores. Também oferecem a possibilidade de estabelecer horários de iluminação cíclicos e repetíveis em divisões individuais ou grupos de divisões. Porém, o mais importante é que os sistemas baseados ​​no protocolo DALI podem ser facilmente integrados nos sistemas de automação de edifícios dominantes na Europa, em particular no sistema KNX. Graças aos conversores DALI-KNX, é possível partilhar informação entre as duas redes, e a configuração destas soluções é simples.

Sensores inteligentes: os olhos e ouvidos do sistema BMS

Os sensores e detetores desempenham um papel indispensável nos atuais sistemas de automação de edifícios. A sua diversidade e aplicação baseiam-se em diversos mecanismos e fenómenos físico-químicos. No âmbito desta discussão, vale a pena destacar alguns dos exemplos mais comuns.

No topo desta lista estão os sensores de movimento, que desempenham um papel essencial nos subsistemas responsáveis pelo controlo da iluminação. Na maioria das vezes, funcionam segundo o princípio PIR (Passive Infra Red), utilizando a deteção da radiação térmica emitida pelos objetos. Embora os sensores de movimento baseados ​​nesta tecnologia tenham sido pioneiros no controlo da iluminação, agora estão a ser substituídos por sensores de presença mais eficazes baseados ​​em ondas ultrassónicas ou de alta frequência. Os primeiros enviam ativamente ondas que abrangem toda a habitação, e o seu reflexo é analisado segundo o efeito Doppler. Já os sensores de alta frequência, conhecidos como sensores HF (High Frequency), funcionam pela emissão de ondas a uma frequência de 5,8 GHz que atravessam vidro ou paredes leves e madeira. O sensor analisa o eco e, se a imagem do eco mudar na área de deteção de movimento, envia um impulso ao controlador do sistema ou à luminária, consoante a configuração.

Também são extremamente importantes nos sistemas de controlo de iluminação os sensores crepusculares, que controlam a quantidade de luz natural na habitação. Quando se excede um certo limiar, que indica luz diurna insuficiente, os sensores enviam um sinal para ligar a iluminação artificial para compensar a falta de luz natural.

Outro grupo de sensores importantes para AVAC são os sensores de temperatura, os sensores de humidade, os sensores de fumo, os sensores de dióxido de carbono/monóxido de carbono e os sensores de movimento de ar. Sem eles, os subsistemas de aquecimento e ventilação não conseguiriam funcionar corretamente. O seu funcionamento também é complementado com sensores de abertura de janelas e portas, sensores de inundação (instalados perto de máquinas de lavar roupa e loiça), sensores de qualidade do ar (que colaboram com dispositivos de purificação do ar) ou sensores de chuva. De facto, existem muitos mais, e todos eles estão associados aos seus respetivos dispositivos e unidades de controlo central.

Controladores e relés programáveis – o núcleo de todo o sistema de automação de edifícios

Os PLC, isto é, os controladores lógicos programáveis, são dispositivos extremamente diversificados que são utilizados em automação, incluindo a automação de edifícios. Funcionam segundo o princípio de transmissão de sinais no sistema binário, de forma semelhante aos relés, aos quais faremos algumas referências um pouco mais à frente. Usando algoritmos apropriados, estes controladores controlam a ativação e desativação de dispositivos individuais ou dos seus módulos. O coração dos controladores PLC modernos é a unidade central, ou seja, o processador da CPU, que recupera e processa os dados da memória do dispositivo e executa os comandos contidos no programa. Os módulos de entrada, principalmente digitais, recebem sinais de sensores em forma de código binário. Mesmo que o controlador também tenha entradas analógicas (por exemplo, para a medição de pressão contínua), os valores medidos são transferidos primeiro como sinais analógicos para os transdutores e depois convertidos em sinais digitais. Um PLC utiliza módulos de saída, tanto digitais como por vezes analógicos, para controlar dezenas de possíveis atuadores. Os módulos são responsáveis pela fonte de alimentação, que pode ser uma parte integral do controlador ou um componente separado. Além do módulo de alimentação, um elemento essencial é o módulo responsável pela comunicação entre o controlador e um dispositivo móvel, computador ou painel de controlo, bem como pela comunicação com outros controladores. Também é importante a memória em que é armazenado o programa, incluindo a chamada memória não volátil. Em função da sua construção, os controladores PLC podem ser divididos em compactos (1 módulo) e multimódulo, em versões pequenas, médias ou grandes (estas últimas têm até várias centenas de entradas e saídas e são utilizadas na automação de edifícios). Também existem controladores distribuídos que formam uma rede composta por um controlador central e módulos distribuídos.

Quando falamos de PLC clássicos, pensamos imediatamente em mecanismos, unidades e sistemas que são controlados por programas pré-carregados. Isso permite que realizem uma grande variedade de tarefas, como controlar as persianas das janelas, a iluminação do edifício ou o sistema de proteção contra incêndios. No entanto, para edifícios grandes que estão sujeitos a um controlo intensivo, são geralmente utilizados controladores avançados, que são mais complexos e têm muito em comum com os utilizados na indústria. São utilizados para controlar sistemas complexos de iluminação, ventilação e aquecimento em edifícios, pelo que costumam ter pelo menos 100-150 entradas/saídas digitais. Caracterizam-se pela possibilidade de expansão, com muitos módulos de extensão que podem ser conectados à unidade básica, o que oferece possibilidades de combinação praticamente ilimitadas (CA/CC/CU).

Passando aos relés, em poucas palavras, são um suporte do funcionamento dos controladores, complementando as suas funções. Embora sejam dispositivos muito mais simples do que os controladores, não teríamos muitas soluções se não fossem eles. Os relés atuam como elementos executivos, repartidores de sinal ou multiplicadores. Porém, no contexto da domótica, a sua função principal é permitir o controlo oportuno dos dispositivos, retardando a sua ativação e desativação, bem como ativando-os e desativando-os com base em ciclos de tempo. Um leitor atento certamente já conseguirá imaginar instalações de aquecimento, ventilação e iluminação que são um exemplo perfeito do uso de relés temporizadores em casas modernas e inteligentes. No entanto, isso também se aplica ao desligamento retardado da iluminação nas escadas quando as pessoas deixam de estar no andar de cima e não é necessária uma utilização posterior da iluminação.

No campo dos relés utilizados em BMS, existem vários tipos de relés, como os relés multifunção e os relés retardados. Os relés multifuncionais são amplamente conhecidos e não requerem uma explicação detalhada, mas vale a pena lembrar que, muitas vezes, um relé multifuncional pode substituir com sucesso vários relés de uma ou duas funções. Por outro lado, os relés de desligamento retardado podem ser associados, por exemplo, a um ventilador na casa de banho que se liga em simultâneo com a iluminação, mas se desliga alguns minutos depois de o utilizador sair.

Os relés mais modernos utilizados em domótica são dispositivos multifuncionais equipados com um ecrã LCD programável e díodos de informação que apresentam parâmetros como o estado da fonte de alimentação ou a posição dos contactos. No ecrã, pode seguir o estado atual da contagem regressiva de cada um dos tempos independentes estabelecidos e, em alguns modelos, pode efetuar mudanças na configuração enquanto o relé está a funcionar, seja usando botões ou de forma remota, por exemplo, através de uma rede sem fios local. No entanto, há já algum tempo que se observa uma tendência interessante, que envolve a introdução de relés na automação da casa, que substituem em grande medida os controladores PLC programáveis. Estas unidades têm entre vários e uma dezena de módulos de expansão, com um número total de até 200 entradas/saída digitais e saídas analógicas de alta resolução. Além disso, estes relés/controladores podem ser integrados em sistemas de visualização, o que permite controlar todas as funções de forma centralizada. Também podem enviar por e-mail os alertas recebidos dos sensores conectados, permitindo que os utilizadores do sistema sejam informados, por exemplo, de falhas.

Painéis de controlo táteis

No contexto dos sistemas smart home, comunicação significa dar ordens a uma unidade central, que depois realiza essas ações, sejam elas interações imediatas com o utilizador ou ações planeadas segundo cenários pré-definidos pelo utilizador. Para que esta comunicação funcione sem problemas, são necessárias portas de acesso em forma de dispositivos multimédia avançados, que são uma extensão dos manipuladores de parede típicos. Estes são, portanto, painéis de controlo táteis que não são dispositivos baratos, mas oferecem uma forma extremamente conveniente de utilizar o sistema e apresentar informação. Além disso, a forma de comunicação com o controlador, muitas vezes chamado “servidor doméstico”, inclui cada vez mais o controlo por gestos e por voz, o que requer a presença de uma câmara, um microfone e um altifalante de alta resolução na estrutura do dispositivo.

Os painéis de controlo tátil assemelham-se aos populares tablets. A sua superfície é geralmente fabricada em vidro mineral de alta qualidade, e a caixa, quando presente, é fabricada em alumínio, aço, plástico ou vidro. Outro aspeto muito importante é a resolução do ecrã: quanto mais alta, melhor. Tal como os melhores tablets, podem ter uma resolução 4K ou Full HD. Importa também comentar duas questões de montagem: a ligação do ecrã à unidade central e a localização do painel propriamente dito. Existem dois padrões disponíveis no mercado: controladores principais integrados diretamente no painel de controlo, e unidades de controlo separadas conectadas ao painel com um cabo. No caso dos primeiros, os painéis são um pouco maiores, e a sua montagem embutida requer mais espaço na caixa de montagem, que deve acomodar tanto o cabo de alimentação (por exemplo, 110 V ou 230 V CA e 24 V CC) como um cabo adicional para conexão à rede.

Os painéis de controlo para sistemas BMS em casas inteligentes oferecem uma interface complexa, dividida em diferentes áreas que podem ser controladas e organizadas de forma independente. É algo semelhante à personalização do ambiente de trabalho num smartphone, permitindo-lhe agrupar no ecrã as funções de gestão de edifícios em áreas específicas.

Quando falamos de funcionalidades, é difícil encontrar funcionalidades que ainda não tenham sido incluídas nos painéis de controlo dos sistemas BMS. Estes são utilizados para controlar de forma centralizada a iluminação, persianas, aquecimento, ar condicionado, multimédia e cenas de luz e para ativar a simulação de presença dos habitantes da casa. Além disso, permitem ativar o alarme, otimizar o consumo elétrico, controlar janelas e coordenar atividades entre instalações individuais (programação de horários). Outra funcionalidade importante é a sinalização do estado de cada uma das instalações conectadas e dos seus elementos no painel. Mas, acima de tudo, estes painéis apresentam de forma acessível e gráfica todo o equipamento técnico da instalação, que pode ser controlado mediante a sua divisão em salas ou instalações individuais e subsistemas conectados ao servidor central.

Os painéis utilizados para o controlo de casas inteligentes também fornecem informação sobre o consumo de energia e a sua gestão por parte dos residentes, apresentando resumos e gerando estatísticas de acordo com os parâmetros estabelecidos pelos utilizadores. É possível obter esta funcionalidade pelo facto de os contadores de eletricidade inteligentes e os quadros de distribuição locais também serem implementados nos sistemas BMS.

Normas das instalações que permitem o funcionamento da automação de edifícios

Originalmente, antes de aparecerem os protocolos que integravam todas as funções de gestão das casas inteligentes, estas soluções foram introduzidas gradualmente, centrando-se em tipos individuais de instalações e combinando os seus elementos num mecanismo eficaz. No início, tratava-se de sistemas proprietários dos fabricantes, que se centravam principalmente em instalações de iluminação e sistemas de alarme. No entanto, ao fim de algum tempo, o protocolo dominante no campo da iluminação automática converteu-se no sistema DALI, que já foi referido anteriormente, e que agora está a dar lugar ao sistema distribuído KNX. Porém, isso não significa a sua completa eliminação: o DALI integra-se na perfeição com o KNX, utilizando conversores especiais DALI/KNX. Além disso, em muitas instalações, sobretudo industriais, onde apenas é necessário automatizar a iluminação, nem sempre é rentável investir no KNX. O sistema DALI permite o controlo individual de até 64 dispositivos eletrónicos de potência através de uma linha de controlo de dois fios que é independente da linha de alimentação. Oferece amplas possibilidades, porque é uma interface universal para todos os componentes, como controladores de iluminação, sensores de movimento e presença atenuadores digitais, sistemas de fornecimento de energia e acessórios de iluminação. Com este sistema, não é necessário atribuir grupos de luminárias na etapa de projeto; isso pode ser feito mais tarde através do controlador. Aqui a iluminação é ligada sem o uso de relés, por meio de uma linha de controlo.

O protocolo DALI foi introduzido no mercado numa época em que na Europa se estava a trabalhar para criar um sistema pan-europeu para alimentar e administrar todos os eletrodomésticos, que seria não só muito versátil e capaz de uma maior expansão, como também estável e seguro. Esta segurança era entendida como a eliminação do risco que ocorre quando falha a unidade central, isto é, o controlador principal. E importa lembrar que este foi e continua a ser o calcanhar de Aquiles de todos os sistemas cuja arquitetura se baseia na centralização. O primeiro passo foi a criação do protocolo EIB, desenvolvido pela associação EIBA. Este padrão foi rapidamente apoiado por associações europeias como EHSA, BatiBUS, Konnex e CENELEC. Estas duas últimas associações tiveram uma influência particularmente forte na administração da União Europeia, o que levou à criação dos padrões europeus relevantes. Cronologicamente, foi assim:

• em 2003, é criada a norma europeia EN 50090 (são aprovados os padrões de comunicação TP sobre par trançado e PL através da rede elétrica),
• em maio de 2006, a norma é complementada com o padrão de comunicação RF (ondas de rádio),
• em novembro de 2006, o protocolo, juntamente com os meios de comunicação (TP, PL, RF, IP), torna-se uma norma internacional (ISO) no campo da automação de edifícios e dispositivos (norma ISO/IEC 14543-3),
• no mesmo ano, o Comité Europeu de Normalização (CEN) também reconhece o KNX enquanto protocolo para sistemas de controlo automático de edifícios, publicando a especificação KNX nas normas EN 13321-1 e EN 13321-2,
• finalmente, em 2007, a China também reconhece o protocolo KNX, publicando a sua própria norma GB/Z 20965.

O protocolo KNX, que hoje em dia é amplamente reconhecido, conta com o apoio de cerca de 500 fabricantes de equipamentos, incluindo marcas tão conhecidas como ABB, GIRA, HAGER, JUNG, PHILIPS, SCHNEIDER, SIEMENS, WAGO e ZENNIO. Graças a esta vasta gama de dispositivos e acessórios marcados com o símbolo KNX, a automação de praticamente qualquer edifício com este sistema torna-se extremamente fácil.

Um dos pressupostos-chave do sistema KNX é a sua estrutura distribuída. Graças a esta abordagem inovadora, todo o sistema KNX funciona sempre corretamente, à exceção dos elementos que falharam. Esta estrutura distribuída contrasta fortemente com os sistemas centralizados, onde a falha de um componente faz muitas vezes com que o sistema seja interrompido por completo.O sistema KNX baseia-se em circuitos de controlo de 24 V que estão completamente separados da fonte de alimentação. Toda a informação necessária para realizar as funções de controlo, medição e regulação é enviada a cada recetor através de um único barramento que abrange toda a habitação. Cada recetor está equipado com um módulo de barramento de microprocessador e com um tipo de memória apropriado, que é a sua fonte de informação e fornece alimentação. Esta solução cria um sistema domótico descentralizado baseado em relações “peer to peer”.

O protocolo KNX abre a possibilidade de se obter um extraordinário conforto e uma grande poupança ao integrar todas as instalações do edifício, como iluminação, climatização, controlo de janelas e persianas, etc. em caso de arrefecimento repentino do exterior, e ao mesmo tempo ligar o piso radiante em divisões selecionadas. As possibilidades de combinação são praticamente ilimitadas e dependem sempre dos sinais detetados pelos sensores e das decisões dos utilizadores.

Vantagens da automação de edifícios

Inicialmente, o desenvolvimento dos sistemas de gestão de edifícios (BMS) foi catalisado pelo desejo de aumentar a segurança dos habitantes dos edifícios. Mais tarde, as atenções voltaram-se mais para questões de conforto, e atualmente a vantagem mais importante destes sistemas é a poupança de energia e a ecologia. De facto, estes três argumentos estão interrelacionados e, graças à sua sinergia, oferecem ainda mais benefícios aos utilizadores.

Em resumo, as vantagens mais importantes e inegáveis dos sistemas de gestão de edifícios (BMS) são:

• aumento da eficiência energética dos edifícios e da poupança, que é particularmente importante num contexto de crise energética na Europa,
• melhoria do conforto dos utilizadores, mediante a automação da maioria das funções do edifício,
• aumento da segurança, graças à supervisão remota de vários sistemas de construção e à rápida deteção de falhas,
• gestão integral de edifícios, que integra diferentes sistemas no modo de funcionamento automático e permite aos utilizadores controlar e efetuar mudanças de forma remota.

Pelo contrário, as desvantagens da automação de edifícios, muitas vezes invocadas pelos seus opositores, como os altos custos iniciais (custos de entrada no sistema) e a complexidade e necessidade de capacitar o pessoal para a sua operação e manutenção, são na realidade características, não desvantagens. Não é uma desvantagem ter de pagar mais por uma melhor qualidade de vida. O aumento dos custos está naturalmente associado à obtenção de um resultado acima da média, mas tal investimento traz benefícios mensuráveis (poupança e redução de emissões) e benefícios imensuráveis (conforto e segurança excecionais).

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