Trong những năm gần đây, rất nhiều các cao ốc đang được xây dựng tại Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội. Việc quản trị hiệu quả chi phí hoạt động, năng lượng, thời gian, con người, an toàn, thông tin liên lạc, và bảo trì vận hành những cao ốc này là một nhu cầu bức thiết của tất cả các chủ đầu tư cũng như người sinh hoạt trong đó.
Từ những năm 1970 các quốc gia tiên tiến trên thế giới đã bắt đầu đưa vào sử dụng các hệ thống “Building Management System” (BMS), “Building Automation System” (BAS), Intelligent City System” (ICS), Intelligent Factory System” (IFS), và những năm gần đây là “Intelligent Building Management System” (iBMS)… Đây là những thành phố, tòa nhà hay nhà máy có trang bị hệ thống tự động và “thông minh”, có khả năng “suy luận” để tự động thực hiện công việc quản trị hiệu quả môi trường và mọi hoạt động của một tòa nhà.
iBMS -Thành phần, Chức năng và Nhiệm vụ
Hệ thống Quản trị Tòa nhà – BMS (Building Management System) hay Hệ thống Quản trị Tự động Tòa nhà – BAS (Building Automation System) ra đời như một sự khởi đầu trong việc đơn giản hóa việc quản trị và vận hành các hệ thống trong tòa nhà. Tuy nhiên BMS/BAS chưa thực sự hiệu quả vì nó được lập trình sẵn dựa trên các chỉ số được thiết lập từ trước.
iBMS “thông minh” hơn ở chỗ ngoài các tính chất của một hệ BMS nó còn các mối liên hệ tương tác với các qui trình nghiệp vụ “định hướng người dùng”, các luật, qui định, chính sách để quản lý và vận hành hệ thống một cách tối ưu. Một hệ thống iBMS tổng thể bao gồm rất nhiều thành phần và chức năng khác nhau, có thể bao gồm (hoặc không hoàn toàn) các hệ thống sau:
• Hệ thống Tổng hợp: Quản lý các hệ thống di chuyển, thang máy, nhiệt độ, đậu xe, chiếu sáng trong & ngoài tòa nhà, âm thanh & phát thanh công cộng….
• Hệ thống Cơ: Quản lý các hệ thống sưởi, làm lạnh, cảm ứng, gió, nước, gaz, vận chuyển tài liệu, xử lý nước thải, …
• Hệ thống Điện: Quản lý các hệ thống tiêu thụ điện năng, chiếu sáng, phân phối điện, máy phát điện, máy lưu điện UPS,…
• Hệ thống An ninh: Quản lý các hệ thống Camera an ninh, truy nhập tự động, cảm ứng, sinh trắc học, báo cháy báo khói, dập cháy, bảo vệ, ngập lụt…
• Hệ thống Thông tin liên lạc: Quản lý các hệ thống mạng cáp thông tin liên lạc, tổng đài thoại, mạng dữ liệu, WiFi, cable TV, video, Satellite…
• Hệ thống Quản lý chung: Quản lý các sự kiện, lập kế hoạch hoạt động, bảo trì, bảo hành thiết bị, xử lý sự cố, lưu hồ sơ dữ kiện, quản lý người sinh hoạt trong tòa nhà, tính cước, quản lý môi trường… t hệ thống iBMS thực thụ cho phép người quản lý điều khiển, phối hợp hoạt động và giám sát từ trung tâm toàn bộ các hệ thống nêu trên của tòa nhà nhằm đảm bảo quá trình vận hành của các hệ thống này một cách tối ưu, chính xác và hiệu quả. Việc phối hợp các hoạt động của các hệ thống này thông qua công cụ giao tiếp, thống kê, phát hiện tự động… sẽ giúp đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về mức độ sử dụng, đảm bảo an ninh, bảo trì, bảo hành, an toàn, cũng như tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, tiện nghi, và thoải mái nhất cho những người tham gia hoạt động trong tòa nhà, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và làm việc.
iBMS - Công nghệ và Tiêu chuẩn
Công nghệ iBMS hiện nay chưa có một tiêu chuẩn và “ngôn ngữ” chung cho các thiết bị này liên lạc với nhau. Tính đến thời điểm 2005, trên thế giới có trên 500 nhà sản xuất các giải pháp & thiết bị iBMS với 47 tiêu chuẩn truyền dẫn, thiết bị, cáp, đầu nối và giao thức khác nhau. Trong nhiều tòa nhà hiện nay, các thiết bị như Máy lạnh, Camera an ninh, Quản lý truy cập, Báo cháy, Kiểm soát năng lượng, Chiếu sáng… thường được kết nối trong các mạng cáp riêng biệt và độc lập với mạng thông tin liên lạc (thoại, dữ liệu)… do đó sự vận hành sẽ phức tạp, không hiệu quả, hệ thống sẽ khó cài đặt và bị hạn chế các chức năng quản lý tập trung. Hệ thống này đòi hỏi phải có nhiều người chuyên viên có kỹ năng giỏi để quản lý, và thường là không hiệu quả (xem hình 1).
Tuy nhiên, may mắn thay, công nghệ TCP/IP ra đời đã làm thay đổi diện mạo và tính hiệu quả của iBMS. Với tiêu chuẩn mạng Ethernet LAN mà nền tảng truyền dẫn là cáp đồng UTP Cat 5e, Cat 6, cat6a và cáp sợi quang và giao thức phổ biến nhất là TCP/IP, hệ thống iBMS đã bắt đầu phát huy được những ưu điểm của mình. Khi hệ thống thông tin liên lạc là cơ sở hạ tầng không thể thiếu trong bất kỳ tòa nhà nào, thì việc dùng chính hệ thống này để truyền các tín hiệu quản lý khác của hệ thống iBMS trở thành giải pháp tiết kiệm chi phí tối ưu cho các chủ đầu tư của tòa nhà (xem hình 2). Khảo sát cho thấy việc dùng chung hệ thống này giúp giảm trung bình 30% chi phí cho hệ thống cáp, và giúp giảm 60% chi phí bảo trì hệ thống này.
Việc xây dựng các hệ thống mạng cáp cấu trúc cho tòa nhà cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 11801, TIA 568B, TIA 862… để đảm bảo tối ưu chi phí đầu tư và chất lượng của hệ thống. Các hệ thống tuân thủ tiêu chuẩn cao nhất thường được bảo hành tối thiểu 20 năm cho chất lượng thiết bị, và 5 năm cho chất lượng truyền dẫn. Hệ thống cáp phải có tính linh động, dễ dàng nâng cấp mở rộng, và có tính tương thích, đáp ứng các công nghệ và ứng dụng trong tương lai. Ngày nay không hiếm các tòa nhà tại Việt Nam có những hệ thống mạng thông tin liên lạc có giá trị hàng triệu Đôla Mỹ, và việc đảm bảo chất lượng, thiết kế, thi công và vận hành lâu dài của hệ thống này là mối quan tâm hàng đầu của các chủ đầu tư.
iBMS -Chi phí đầu tư & Lợi ích
Với chi phí đầu tư cho hệ thống Quản trị Tòa nhà Thông minh trung bình khoảng từ 40USD/m2 (trung bình tại Mỹ 2006), các chủ đầu tư có thể thu hồi vốn đầu tư nhanh chóng trong từ 1,5 – 3 năm từ những lợi ích “qui ra thóc” của việc đầu tư vào hệ thống này. Thống kê cho thấy một hệ thống iBMS chuẩn IP sẽ giúp:
- Giảm điện năng tiêu thụ (trung bình 15% - 30%)
- Tiết kiệm chi phí vận hành, thời gian quản trị, nhân lực và các tài nguyên khác
- Tăng tính Hiệu quả, độ An toàn & Độ bền
- Tăng hiệu suất làm việc của người sinh hoạt trong tòa nhà (2% - 5%)
- Giảm thời gian xây dựng và đưa hệ thống vào vận hành
- Tăng chất lượng dịch vụ và các dịch vụ giá trị gia tăng
- Tăng giá trị tiếp thị và công suất cho thuê (~4%)
- Giảm thiểu lỗi và sự cố
- Dễ dàng thay đổi, mở rộng, nâng cấp để đáp ứng nhu cầu phát triển
Lợi ích của hệ thống iBMS chuẩn IP không dừng ở một tòa nhà độc lập. Khi kết nối những tòa nhà, nằm tập trung hoặc rải rác, với hệ thống mạng chuẩn IP thì việc quản lý các tòa nhà này từ một hệ thống iBMS tập trung là hoàn toàn khả thi, và sẽ giúp tiết kiệm chi phí nhân sự điều hành và đảm bảo chất lượng dịch vụ đồng nhất.
iBMS –Các khuyến nghị
Như nhiều hệ thống khác, hiệu quả của iBMS tùy thuộc rất nhiều vào việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn và qui định nhằm giúp cho hệ thống đạt chất lượng tối ưu và hoạt động ổn định. Hệ thống mạng cáp cấu trúc cho iBMS cần tuân thủ các tiêu chuẩn sau:
- ISO/IEC 11801 & EIA/TIA 568 B: Tiêu chuẩn hệ thống Cáp cấu trúc cho các Tòa nhà, bao gồm qui định về Thiết kế, Chất lượng thiết bị, Thi công triển khai, Đo kiểm….
- EIA/TIA 862: Tiêu chuẩn hệ thống Cáp cấu trúc cho Hệ thống Quản trị Tòa nhà Thông minh, bao gồm qui định về Hiệu năng,
- Cấu hình, Giao thức, Tính chất kỹ thuật cho các hệ thống cáp truyền dẫn cho IBMS
- EIA/TIA 569A: Tiêu chuẩn về hệ thống Máng và Không gian cho Hệ thống Cáp cấu trúc, bao gồm qui định về Thiết kế, không gian, Hệ thống hỗ trợ, Đấu nối, Tủ hộp bảo vệ...
EIA/TIA 606:Tiêu chuẩn về việc lưu trữ hồ sơ và tài liệu, bao gồm qui định về mã ký hiệu, nhãn, kích thước, hồ sơ…
Việc thiết kế và xây dựng iBMS cần phải được tính toán cẩn thận với sự cam kết rõ ràng của chủ đầu tư ngay từ những ngày đầu tiên. Việc sử dụng các nhà tư vấn chuyên nghiệp trong suốt quá trình xây dựng của tòa nhà là cần thiết, và sẽ giúp giảm thiểu tối đa các chi phí “không đáng phải trả” trong tương lai gần khi hệ thống bắt đầu đi vào hoạt động. Khuyến nghị từ Hiệp hội Tòa nhà Thông minh (Intelligence Building Group) cho các chủ đầu tư như sau:
- Quan tâm ngay từ đầu
- Nhận biết và định hướng rõ ràng từ Chủ đầu tư
- Nhận dạng rõ các nhu cầu và yêu cầu về hệ thống
- Thiết lập đội chuyên nhiệm iBMS tham dự suốt thời gian triển khai công trình
- Tuân thủ tiêu chuẩn, giao thức truyền dẫn
Dùng công nghệ mới nhất để đảm bảo khả năng tương thích trong tương lai
Các thành phần chính của hệ thống cáp cấu trúc :
Hệ thống cáp đầy đủ trong tòa nhà bao gồm các thành phần như sau:
Work Area: Là khu vực kết nối đến thiết bị đầu cuối người dùng (Máy tính hoặc điện thoại, fax). Khu vực này gồm các ổ cắm mạng (network node) và một đoạn cáp được gọi là cáp nhảy (Patch Cord). Đoạn cáp nối thiết bị với ổ mạng này dài tối đa 3m.
Horizontal Cabling: Là phần cáp nối từ ổ cắm mạng tại khu vực làm việc - Work Area đến các phần cứng đấu nối tập trung cáp trong phòng thiết bị truyền thông. Chiều dài của phần cáp nối này tối đa là 90m.
Telecommunication Room hoặc Telecom Closet: Là điểm tập trung cáp, tất cả các đầu cáp được tập trung về đây và kết nối với các thiết bị tập trung cáp như kết nối chéo (Cross-Connect), thanh đấu nối (Patch Panel)…, phần cáp nối từ điểm tập trung cáp vào thiết bị được gọi là cáp nhảy dài tối đa 6m.
Backbone Cabling: Là phần cáp có vai trò làm trục chính liên kết giữa các phòng thiết bị, các toà nhà. Trục cáp này thường là cáp quang hoặc cáp đồng.
Equipment Room: Khác với phòng TR, phòng ER chứa nhiều thiết bị truyền thông phức tạp cung cấp các ứng dụng đến người dùng trong tòa nhà. Phòng ER cũng có thể bao gồm chức năng của phòng TR. Phòng TR phải được thiết kế tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn ANSI/TIA/EIA 569.
Phòng thiết bị có thể chứa các giá đấu chéo, giá đấu nối trung gian đối với hệ thống cáp trục.
Entrance Facilities: Khu vực nằm trong tòa nhà phục vụ như là điểm đầu vào tòa nhà đối với cáp từ bên ngoài của các nhà cung cấp dịch vụ như: điện thoại, ADSL, truyền hình cáp…. Các đường tín hiệu này được đấu nối trong phòng Entrance Facilities. Phòng này cũng chứa các thiết bị bảo vệ như thiết bị chống sét, và hoạt động như là điểm phân ranh giới của các nhà cung cấp dịch vụ truy cập chung.
