Тепловое поле человека будет определяться термовизионной установкой; высокочастотное поле — по методике Кирлиан; масса — датчиками различной конструкции; рост — фоторезисторами в паре с источниками света в дверных проемах; частота дыхания- высокочувствительным остроориентированным микрофоном типа течеискателя, направленным на лицо; частота сокращений сердца, кровяное давление — электродами и датчиками, постоянно прикрепленными к ручкам кресла; спектральная характеристика голоса — микрофоном; состояние и цвет радужной оболочки глаз- передающей камерой в ванной комнате; параметры выдыхаемого воздуха — датчиком, находящимся в спинке кровати; данные о белке и сахаре — датчиками в туалете; качество походки (соотношение между нормальной и касательной составляющими давления ноги на пол) — тензорезисторами на одной из ступенек лестницы или половицы пола.
«Умное» здание не должно быть перенасыщено новыми сетями, создающими электромагнитные поля, которые воздействуют на жильцов. Интеллектуальные системы избавляют человека от заполнения многих функций, но человек обязан физически трудиться, чтобы поддерживать нормальное состояние, поэтому всегда будут существовать экологически обоснованные пределы использования таких систем. Они должны рассматриваться с учетом углубленного экологического анализа, который должен быть направлен на экологичное ограничение степени интеллектуальности зданий.
2. Примеры интеллектуальных систем здания
«Интеллектуальные» системы используются для создания оптимальных условий внутренней среды (световой, звуковой, климатической) и для экономии ресурсов, в первую очередь энергии. Например, в главном офисном здании корпорации «Такенака» (Токио) использованы «интеллектуальные» системы для экономии энергии, создания благоприятной световой среды (световые колодцы, через которые во внутреннюю часть здания поступает регулируемый солнечный свет, в том числе аккумулированный); «дышащие» наружные стены использованы для управляемой естественной вентиляции; регулируется температурная и акустическая среда. С помощью «интеллектуальных» систем в здании эффективно используется естественный свет (для улучшения освещения), ветер (для естественной вентиляции и создания постоянных потоков свежего воздуха) и высокая температура (для ввода ее в интерьер здания). Использована «дышащая» внешняя стена, от которой к внутренней части здания и к рабочим местам идет постоянный поток воздуха. Утилизируется теплота, произведенная людьми и механизмами внутри здания. В вечернее время функции «интеллектуальных» систем переходят к использованию кристаллического льда (бак хранения льда) и к воде в баке хранения горячей воды.
Кондиционирование и системы отопления сохраняют энергию и уменьшают текущие затраты. Горячая вода хранится в баках и используется в течение пиковых часов. Абсорбционные газовые нагревающие (охлаждающие) генераторы производят охлажденную и нагретую воду (затем — лед). На 30 % площади стандартных этажей, вместо охлажденной воды, установки СН5 используют скрытое преобразование высокой температуры. Используются естественная вентиляция, естественное освещение, и солнечная энергия. Свежий воздух в системе естественной вентиляции поступает из специальных решеток в десяти местах на каждом этаже, с хорошим увлажнением, четырьмя способами, которые изменяются автоматически: естественная вентиляция, вентиляция и кондиционирование воздуха (гибридное кондиционирование воздуха), охлаждение свежего воздуха и кондиционирование воздуха. Каждый кондиционер использует один эксплуатационный способ, управляет увлажнителями и проветривающим объемом воздуха согласно погоде вне здания (температура, влажность, ливень, направление ветра и скорость) и внутренней среде (температура и влажность). Хотя отдан приоритет естественной вентиляции, ее не всегда достаточно, поэтому вентиляция выполнена с кондиционированием воздуха (гибридное кондиционирование воздуха).
Одна из особенностей этого здания — использование естественного верхнего освещения в световых колодцах и открытой лестнице. Чтобы более эффективно использовать солнечный свет в световых колодцах, специальные устройства для аккумулирования и распределения дневного света были установлены в верхней части колодцев. Датчики освещенности этажей по периметру световых колодцев позволяют экономить электроэнергию. Уровень освещенности регулируется также и во внутренних зонах. Кроме того, датчики света, реагирующие на появление человека, были установлены в туалетах и местах отдыха; и если там никого нет — освещение не включается.
Интересен проект интеллектуального здания будущего, выполненный фирмой Phillips.
Умная кожа небоскрёба "впитывает" окружающий мир.
Поклонники бионики любят проводить параллели между живыми существами и необычными машинами. И так же часто с живым организмом сравнивают целые здания. В этом случае такое сравнение не покажется преувеличением. Проект небоскрёба, живущего в полном согласии с природой, предлагают голландские дизайнеры.
Специалисты компании Philips решили помечтать, каким будет жилое здание в китайском мегалополисе в 2020 году. Это одна из самых быстроразвивающихся стран мира, урбанизация в которой идёт колоссальными темпами.
В проекте важнейшее значение отведено экологичности и энергоэффективности здания, будущее здание должно само обеспечивать себя электричеством, светом и водой.
В общих чертах такой подход не нов. Казалось бы, чего тут сложного? Добавить солнечные батареи и ветряки, системы сбора дождевой воды и «транспорта» естественных солнечных лучей вглубь строения.
Philips решила, что функцию сбора света и воды нужно равномерно распределить по всем внешним стенам. Не нужны ни бассейны на крыше, ни огромные ветряки в арках, не надо затенять солнечными батареями фасады или тратить внутренний объём башни на суперсистемы хранения и распределения энергии.
Всё это должен обеспечивать каждый квадратный метр стен, которые, по замыслу голландцев, должны представлять собой нечто, напоминающее кожу живого организма или мембрану клетки.
Так и появился проект «Экологически рациональное жильё 2020» (SustainableHabitat 2020) – зелёное во всех смыслах здание, обтянутое «бионической кожей». Его компания разработала в рамках своей инициативы DesignProbes, призванной нащупать контуры будущего нашей техногенной цивилизации.
Свет. Активная кожа здания реагирует на солнечный свет и автоматически направляет его в самую эффективную позицию для получения энергии. Собирая и направляя естественный свет, не требуется никакого электричества в течение дня для освещения. Освещение естественным светом не только сохраняет электроэнергию, но и обеспечивает все преимущества для здоровья и комфортного существования. Часть собираемого света попадает на встроенные солнечные элементы, что даёт электрическую энергию.
Тысячи ячеек стены, словно живые клетки, должны решать сразу несколько других задач. На основе небольших цветков-концентраторов, «вырастающих» из стен и поворачивающихся в сторону солнца, тут выполнено множество систем.
Воздух. Активная кожа здания реагирует на ветер. Пропуская воздух и ветер через кожу здания, вырабатывается энергия, и фильтруется воздух для обеспечения чистого воздуха внутри здания. Сжимаясь и рассеваясь через воронки, воздух также будет охлаждаться для естественного кондиционирования, также воздух крутит миниатюрные ветровые турбинки, выдавая опять-таки электричество, а ещё проходит через фильтр и попадает в помещение. Прежде чем выйти из здания наружу. Воздух очищается и избавляется от CO2.
Те же цветки не откажутся от третьей функции: их чашечки собирают дождевую воду, направляемую в резервуары внутри башни. В сочетании с фильтрацией воды (в частности будет применяться обеззараживание ультрафиолетом) и повторным использованием там, где это возможно, воды технической это решение сократит потребность сооружения в воде, поставляемой извне. Помимо этого, здание забирает влагу из воздуха даже в сухой период. Благодаря очистке, фильтрации и многократному использованию вода используется в закрытом цикле, и таким образом оптимизируется потребление пресной воды.
И ещё голландцы упоминают встроенную систему захвата углекислого газа. Но и на этом чудеса здания- мечты от Philips не заканчиваются. Скажем, в нём нет привычных окон. Универсальные «клеточки кожи» занимают всю поверхность стены. Но жители дома всё же смогут полюбоваться пейзажами и впустить естественный свет в свои комнаты. Дело в том, что стенные блоки выполнены прозрачными, с управляемым электроникой светопоглощающим слоем.
Одно нажатие кнопки, и перед владельцем квартиры появляется окно. Причём человек сможет произвольно менять его размер и даже рисунок, вызывая к жизни те или иные узоры.