Умный дом (топология)
Мы с вами, уважаемые читатели, поговорили про концепцию умного дома и про то как сделать систему с открытой архитектурой. Сегодня поднимем вопрос топологии силовых и слаботочных сетей. Скорее всего, это будет частью вашего проекта и не потребует глубокого погружения в тему. Однако, общее представление заказчику иметь стоит.
Топология в вашем доме будет индивидуальна и будет сильно зависеть от выбранного решения. Некоторые протоколы, такие как KNX, потребуют всего один (или несколько) управляющий "шнурок" к которому будут подключены все выключатели и управляющие панели. Этот шнурок пройдёт по дому в стенах, потолках, полах и прийдёт в щит. Для другого протокола, возможно, будет несколько шин, объединяющих только датчики. Но зачем они нужны и в каком количестве, лучше понимать самому, а не верить на слово продавцам.
Разделение потребителей на группы
Даже если вы не будете принимать активное участие в проектировании своего умного дома, то задание на проектирование вам делать придётся. Не надейтесь, что кто-то решит эту задачу лучше вас (сколько бы денег это ни стоило).
Понимая, что каждый дом индивидуален и у вас будет по своему, сформируем только некоторые рекомендации.
Потребители главные и остальные
Разделите все розетки, осветительные приборы, оборудование на главную и второстепенную группы. В главную группу включайте те, которые не должны отключаться когда жильцы временно покинули дом. Всё остальное можно смело отнести ко второстепенным потребителям. Ниже примеры.
Главные потребители:
- Охранная система;
- Противопожарная система;
- Насосная группа (рецеркуляция теплоносителя в системе отопления);
- Отопительные котлы (газовый, электрический);
- Домовая автоматизация;
- Серверное оборудование;
- Холодильник;
- Internet и домашний WiFi;
- локальные очистные сооружения;
Второстепенные потребители:
- Индукционная варочная поверхность;
- Кухонная вытяжка;
- Духовой шкаф;
- Розетки к которым подключены утюги, пылесосы, телевизоры и т.д;
- Освещение;
Оставляйте так же несколько не отключаемых розеток в разных комнатах. Желательно выделять их цветом на фоне остальных. Предназначение таких розеток следует из названия. Как и холодильник, приборы подключенные к ним не выключатся, когда вы временно покинете. К такой розетке, например, может быть подключен ноутбук или зарядное устройство со смартфоном или WiFi роутер. Помните, к каждой группе отключаемых и не отключаемых розеток тянется свой отдельный кабель.
Потребители бесперебойного питания и остальные
Если вы планируете в доме иметь генератор или аккумуляторы, на случай отключения электроэнергии, то выделите среди розеток ещё и такие. Например, их можно объединить с не отключаемыми (которые другого цвета). При питании дома от резервного источника, только часть розеток и освещения не будет работать.
Конечно, если в проект заложено полное резервирование 3 фаз, то деление на бесперебойных потребителей теряет смысл. Хотя подобное полное резервирование и не целесообразно, современные технические решения позволяют реализовать автономное энергообеспечение всего дома (правда ограниченное время).
Группы освещения
Желательно избегать крупные группы. Например, весь свет 1 этажа - это одна группа, 2 этаж - вторая группа. Или вырожденный случай, всё домовое освещение - одна группа. Как минимум, следует различать внешнее освещение участка и освещение фасада, внутреннее освещение стеновое и потолочное. Деление освещения по комнатам более предпочтительно. Хотя на каждую группу в силовом щите будет стоять свой автоматический выключатель, поверьте он будет не просто занимать место. Когда приступите к эксплуатации здания то ощутите всю пользу от такого разделения на группы.
Когда для замены одной лампочки есть возможность обесточить в комнате, например, только потолок, оставив при этом стеновое и контурное (по плинтусу на полу) освещение, то это удобно. Если резервное питание подаётся только на важную (например стеновую) группу освещения, то работающий генератор создаст лишь интимную обстановку в комнате. Лучше без света на потолке, а только на стенах, чем весь дом во тьме.
Силовые и слаботочные линии
В современном доме всегда присутствуют как силовые так и слаботочные коммуникации. Даже если Internet внутри вы раздаёте по воздуху, то к маршрутизаторам или к высокоскоростным потребителям (типа 4K телевизорам) будет проведена витая пара. Обязательно не забываем экранировать и разделять силу от витой пары минимум на 500 мм друг от друга.
Другая причина прокладки витой пары или специализированного провода - это использование KNX подобных решений.
(A) Если объяснять на простых примерах, то вот так выглядит классическая схема с выключателем света.
Однофазный кабель из силового щита проложен до потребителя. Выключатель просто замыкает/размыкает цепь.
Кабель может быть проложен как по полу так и по потоку, перед выключателем может присутствовать распаячная коробка, но суть от этого не меняется.
Подобная схема применяется в любом доме, если она не отягощена автоматизацией.
(B) Немного видоизменённая классическая схема. Потребитель подключен через силовой кабель, а к выключателю проложен слаботочный.
Коммутация осуществляется внутри щита. Достоинства данной схемы: функции выключателя можно переопределять. Недостаток виден сразу: к каждому выключателю свой кабель и чем их больше, тем больше концов будет приходить в щит. Такой вариант топологии не самый распространённый.
Коммутация осуществляется так-же внутри щита. Одни достоинства (по сравнению со схемой B).
Коммутация осуществляется внутри щита. Недостаток в большом количестве прокладываемых трасс сохраняется. Однако, такая схема позволяет вообще обходится без умного дома (как и в случае A). При желании, вы можете переопределять функции выключателей путём прямого переподключения проводников в щите. Кроме этого, вы можете применять любые решения для автоматизации.
Для себя мы выбрали схему D по следующим причинам. Во первых, не нашлось среди доступных выключателей нужного стиля. Во вторых, если через 5-10 лет захотим заменить технологии автоматизации на более современные, то прокладывать дополнительные силовые и слаботочный каналы не потребуется. Другим, не маловажным фактором, выступала стоимость KNX железяк. Например, весь кабель 2го этажа с прокладкой обошелся как 7 выключателей (а их на этаж требовалось 28).
Силовой и слаботочный щиты
Как уже было сказано, в нашем случае выбрана схема с большим количеством силового кабеля. Помимо этого, отдельно проложены две RS-485 шины (по одной на каждый этаж) кабелем КИС-Пнг(А)-HF 2х2х0,60 и витая пара F/UTP 5 категории. Далее, рассказываем и показываем ни как можно было, а как сделано.
Всё это богатство приходит в два щита. Большое количество кабеля требует много места для коммутаций. Кроме того, разделение потребителей на множество групп привело к появлению большого количества автоматов и УЗО. Как следствие, пришлось ставить вот такие ящики.
Кстати, очень удобно каждый автомат отмечать своей наклейкой. Такие можно изготовить на заказ у любого профильного сервиса (мы пользовались https://electromarkirovka.ru/). Фото ниже показывают маркировку номинальных (отключаемых-второстепенных-нерезервируемых), резервируемых-неотключаемых, резервируемых-отключаемых-номинальных потребителей и устройство автоматического ввода резерва.
На фото ниже вводная группа 3 фазы, пофазные реле напряжения, автомат слаботочного щита и контактор для мастер-кнопки. Контактор управляет питанием второстепенных потребителей.
В слаботочном щите размещаются контроллеры, релейные модули и прочие управляющие компоненты. По этой причине из силового щита (правый) в слаботочный (левый) заведены размыкаемые линии каждой группы потребителей (в толстой гофре).
На фото ниже слаботочный щит в процессе сборки и входящий по оптике Internet.
Итоги
Коротко и тезисно:
- Топология сетей, в большей степени, зависит от предпочтений в технологиях автоматизации;
- Наш случай выбора гибридной схемы D скорее экспериментальный чем эталонный;
- Обязательно делайте проект, в котором будут спецификации и кабельный журнал. Обратите внимание, главным драйвером роста смет по электромонтажу является слабоконтролируемое количество прокладываемого кабеля. По этой причине фиксируйте в проекте ответит на вопрос - зачем и сколько километров проводов вам требуется;
- Не забывайте отделять слаботочные и силовые трассы;
- Какое решение будет оптимальным именно для вас, зависит от предъявляемых требований.