Индустрия комфорта: возможности XXI века

T.Hartman, директор компании The Hartman Co., Мэрисвилл, штат Вашингтон

Многие инженеры полагают, что при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК) для нежилых зданий достаточными условиями для достижения приемлемого уровня комфорта и вентиляции являются поддержание минимального притока наружного воздуха и равномерное поступление тепла в каждую зону здания. При этом не учитывается то, что зоны внутри зданий зачастую состоят из больших помещений, множества офисов и заняты многочисленными пользователями, чье восприятие комфорта и качества окружающей среды зависит от колебаний температуры, интенсивности теплового излучения, перемещения и распределения воздуха, а также от множества других факторов.

Рассмотрим рис. 1, на котором показаны элементы типовой системы ОВК в нежилом здании. Большинство из профессионалов нашей отрасли может назвать множество практических способов, используемых при расчетах и выборе охладителей, котлов, вентиляционных систем и трубопроводов. С другой стороны, лишь немногие из них могут вспомнить основные особенности влияния на уровень комфорта с точки зрения пользователя со стороны таких факторов, как влажность, перемещение воздуха и энергия теплового излучения.

Рисунок 1. Элементы системы ОВК

Это говорит о том, что, несмотря на то, что задачей системы ОВК является создание и сохранение комфортных условий для пользователей зданий, такой фактор, как качество окружающей среды с точки зрения индивидуума, редко играет значимую роль в процессе проектирования. Обычно пользователи не имеют возможности самостоятельно регулировать температуру на своем рабочем месте. Более того, большинство пользователей не имеют рядом со своим рабочим местом ни датчика температуры, ни термостата.

В данной статье рассматриваются вопросы, связанные с возникновением и развитием "индустрии комфорта", ее движущие силы, а также те условия, при которых проектировщики, изготовители и системные интеграторы могут извлечь из нее пользу.

Враг - это мы сами

Исследования, выполненные в течение последних десятилетий, показали, что главной причиной недовольства пользователей своим рабочим местом является недостаточный уровень температурного комфорта. Недавнее обследование, проведенное Ассоциацией владельцев и управляющих зданиями (Building Owners and Managers Association, ВОМА), вновь подтвердило первостепенное значение факта отсутствия индивидуальных систем регулирования температуры. Однако, несмотря на давно известные жалобы подобного типа, до сих пор недорогие датчики и процессоры, а также другие средства регулирования не предусматриваются ни в конструкциях различных устройств, ни при проектировании систем ОВК.

Для того чтобы понять, почему при совершенствовании технологий не учитываются требования потребителя, компания The Hartman Co. выступила коспонсором и организатором опроса участников Выставки зданий конгрессов и административных зданий, проведенной ВОМА в Миннеаполисе в 1997 году. Было интересно выяснить, мешают ли владельцы и специалисты по эксплуатации зданий внедрению систем ОВК, обеспечивающих повышенный комфорт. Результаты опроса отражены на рис. 2.

Рисунок 2. Усовершенствование элементов зонального управления: воспринимаемое значение

Было обнаружено, что комфорт занимает первое место по значимости как для пользователей, так и для владельцев зданий, что означает, что у отрасли систем ОВК нет разумных оснований для обвинения разработчиков и владельцев зданий в том, что те якобы не справились с внедрением более комфортных систем ОВК. Образно говоря, ситуация выглядит так: "Мы знаем врага, и он - это мы сами". Хотя уровень комфорта самих зданий теперь, возможно, выше, чем несколько десятков лет назад, ясно, что отрасль ОВК не отвечает возросшим требованиям пользователей к уровню комфорта индивидуальной среды и возможностям ее регулирования.

Организационные трудности

Так почему же не проектируют и не строят более комфортабельных зданий, если технология дает для этого возможности, а пользователи и владельцы зданий этого хотят? Ответ заключается в том, что строительная индустрия имеет некоторые организационные особенности, препятствующие изменениям, необходимым для повышения уровня комфорта, который обеспечивают системы ОВК. Эти особенности состоят в следующем:

• Не поощряются инновации. Отрасль ОВК - одна из немногих технологически-ориентированных отраслей промышленности, где не поощряются инновации при проектировании устройств. Изготовители знают, что если они сконструируют устройство, которое будет существенно отличаться от прочих схожих товаров, представленных на рынке, то значительная часть рынка будет для этого устройства потеряна, так как проектировщики включают в спецификации только те устройства, у которых имеются аналоги, так что реальный выбор производится из нескольких (обычно не менее чем трех) вариантов. Это происходит из-за того, что в системах ОВК используется очень большое число компонентов, а принятая практика строительства не дает проектировщикам возможности вести переговоры о ценах и добиваться их утверждения.
• Стремление снижать себестоимость. Это не новость для тех, кто имеет отношение к строительству зданий. В тот момент, когда составление смет полностью завершено, многие проектировщики обнаруживают, что такие повышающие уровень комфорта элементы, как, например, более совершенные системы управления, уменьшенные размеры независимо управляемых зон или улучшенное остекление, сведены к минимуму или вовсе исключены из проекта. Подобные явления происходят удивительно часто, лишая отрасль стимулов концентрировать усилия на повышении уровня комфорта. Это происходит даже в тех случаях, когда дополнительные расходы были бы весьма незначительными.
• Вопросы, связанные с подготовкой и переподготовкой эксплуатационного персонала. Отношения между проектировщиками и изготовителями, с одной стороны, и эксплуатационным персоналом, с другой, никогда не были тесными. Слишком часто приходится слышать: "Оператор использует систему лишь в той мере, в какой это отвечает его уровню понимания". Это утверждение, справедливое для всех систем во всех отраслях, вынуждает проектировщиков и изготовителей уделять больше внимания вопросам, связанным с подготовкой операторов. Однако в отрасли ОВК данное утверждение обычно используют для оправдания бездействия в деле создания более эффективных систем, в частности, на уровне отдельных зон (комфортности).
• Отсутствие интеграции. Индустрия ОВК по-прежнему рассматривает систему управления параметрами среды и соответствующее оборудование изолированно друг от друга, вследствие чего страдают функциональные возможности устройств, обеспечивающих микроклиматические характеристики отдельных зон. Установка в зональной системе таких повышающих комфорт элементов, как интегрированные модули датчиков и индивидуальная система управления, технически осуществима и не требует больших затрат. Однако, оконечное оборудование жестко запрограммировано на отрабатывание общезональных, а не индивидуальных функций, а программные возможности оконечных контроллеров устанавливают исходя из цели обеспечения адаптируемости оборудования. Таким образом, стоимость каждого оконечного блока, состоящего из отдельных устройств управления и соответствующего оборудования, довольно высока, а его функциональные возможности малы. Такая недостаточная степень интеграции устройств управления выступает как одно из наиболее существенных препятствий для создания повышенного уровня комфорта для пользователя.
• Недальновидность. Вероятно, самым большим препятствием на пути развития отрасли систем ОВК является коренная недальновидность в оценке перспектив развития отрасли в целом. Несмотря на то, что инженеры, изготовители, подрядчики, разработчики и специалисты по эксплуатации зданий, по-видимому, осознают проблему комфорта, лишь некоторые из них видят смысл в работе над усовершенствованием решений в этой сфере. Многие "отметают" критику со стороны пользователей, которые, как они считают, "просто жалуются".

Новые инструменты и способы

Для устранения вышеперечисленных препятствий потребуется изменение всего строительного процесса, что вряд ли осуществимо в короткие сроки. Однако, учитывая то, что владельцы и арендаторы зданий начинают относиться к пользователям как к "центрам по производству прибыли", можно считать, что изменения в отрасли приближаются. Хотя, скорее всего, эти перемены произойдут совсем не так, как многие представляют себе это сейчас.

Представим, что разрабатываются устройства для индивидуального управления параметрами среды, которые можно использовать вместе с системами подогрева полов или потолочными системами подачи воздуха либо встраивать в рабочие станции (системы рабочего места). Представим также, что недавно разработанные технологии, которые позволяют пользователям, сидящим поблизости друг от друга в большом, едином помещении офиса, индивидуально регулировать температуру с разбросом в пределах 2-3 градусов по Фаренгейту, можно реализовать в составе недорогих оконечных устройств по регулированию параметров среды и что эти устройства смогут вести индивидуальный учет услуг по обеспечению комфорта с выставлением индивидуального счета по каждому пользователю, наподобие того, как телефонные компании выставляют ежемесячно счета за телефонные переговоры с разбивкой по каждому телефонному аппарату, имеющемуся в офисе. Поскольку данные технологии являются столь многообещающими, есть все основания предположить, что действительно эффективные устройства по управлению персональным уровнем комфорта вскоре можно будет подключать к стандартным системам ОВК.

Представим на минуту, что подобные устройства доступны уже сейчас. Поскольку они будут воплощением специально разработанных интегрированных свойств, предназначенных для конкретного применения, на рынке отсутствуют аналоги таких устройств. Стоимость зависит от сферы применения того или иного устройства, будь то установка для большого отдельного кабинета или для открытого помещения, в котором размещается многочисленный персонал.

По ряду причин реализация подобных устройств путем внесения изменений в строительный процесс маловероятна, если речь идет о здании, предназначенном для сдачи в аренду большому числу арендаторов. Во-первых, поскольку то или иное устройство не имеет аналогов на рынке, проектировщик теряет возможность контролировать стоимость соответствующих устройств. Во-вторых, поскольку владельцы зданий редко имеют достаточное представление о том, каким образом будут использоваться помещения в новом здании, в период строительства будут неизвестны ни типы соответствующих устройств, ни их необходимое количество.

Становится все более очевидным, что именно арендаторы, а не владельцы зданий должны определять, системы какого типа необходимо устанавливать в офисах для обеспечения комфорта. Этот момент очень важен, так как если бы был разработан механизм продажи систем по обеспечению комфорта непосредственно арендаторам, то можно было бы избежать многих перечисленных выше организационных трудностей. Учтем, что обычно работодатель для стимулирования эффективного труда своего персонала тратит на оборудование одного эффективного рабочего места от 8 до 12 тысяч долларов в расчете на одного работника. В таком случае затраты на приобретение и монтаж устройств по обеспечению персонального комфорта не кажутся слишком большими, особенно если учесть, что, согласно вышеуказанному опросу, проведенному ВОМА, работодатели рассматривают комфорт не только как наиболее важный аспект организации рабочего места, но и как ту сферу, где усовершенствования более всего необходимы. Прямая продажа систем управления параметрами среды арендаторам зданий приведет, во-первых, к тому, что решение вопросов, связанных со стоимостью оборудования, будет перенесено на работодателей, которые смогут извлечь выгоду из вложений в создание комфортных условий для своих работников; во-вторых, отпадет необходимость в сравнениях с аналогами, поскольку арендаторы будут ценить специфические особенности элементов системы, а также иметь возможность вести переговоры об устройствах, наиболее подходящих для конкретной рабочей среды.

Новая парадигма

Обеспечить сбыт компонентов для управления комфортом на рабочем месте конечного пользователя более или менее независимо от системы ОВК будет нетрудно, поскольку, как показано на рис. 1, системы ОВК обычно не связаны с системой подачи тепла и воздуха к рабочему пространству каждого пользователя. Кроме того, в строительных проектах функции, связанные с приобретением и монтажом оборудования для конечного распределения, все чаще включают в разделы, посвященные участкам, которые достраивают для арендаторов. Часто для этого привлекают кредиты, а от арендатора требуется соблюдение определенных строительных стандартов, касающихся выбора оборудования и составления плана его размещения.

Утверждение о легкости реализации индивидуальной системы оконечного управления подкрепляется рисунком 3, на котором показано использование устройства индивидуального управления параметрами среды вместо стандартной вентиляционной решетки у рабочего места. Такое устройство регулирования комфортности персональной среды может крепиться к потолку, как показано на рисунке, или быть смонтировано на самой рабочей станции, либо может входить в состав распределительной системы, устроенной под полом. Функциональные устройства индивидуального регулирования комфорта становятся доступными для систем подачи практически всех типов.

Рисунок 3. Сети управления ОВК здания и параметрами среды

На рис. 3 показано, что для устройства, которое обслуживает конечного пользователя, наиболее важным является подключение не к сети управления ОВК здания, а к сети, которая позволяет пользователям регулировать условия комфортности со своих персональных компьютеров и обмениваться данными, необходимыми для регистрации и (или) выписки счетов за предоставленные услуги. При современных стандартах связи соединить эти две сети и добиться определенной оптимизации функций будет нетрудно. Также не составит труда сделать так, чтобы устройства, которые обеспечивают индивидуальный комфорт, были бы полностью независимы от существующей системы ОВК, так что подобную сеть для управления параметрами среды можно реализовать в относительно старых зданиях, не обеспеченных современной системой управления.

Затраты на интегрированный продукт, обеспечивающий индивидуальное управление условиями комфорта, окупаются при условии, что данный продукт способствует повышению производительности труда работника примерно на четверть процента или обеспечивает снижение продолжительности отпусков по болезни примерно на полдня в год в расчете на одного работника. Исследования показывают, что в целом имеют место одновременно рост производительности труда на 5-15% и сокращение продолжительности пропуска работы по болезни не менее чем на несколько дней в год.

Потенциал индустрии комфорта

Как отмечено выше, недавний опрос, проведенный ВОМА, выявил, что недостаточный уровень комфорта и отсутствие возможности индивидуального управления его параметрами являются основными поводами для недовольства рабочими местами со стороны пользователей зданий. Уже разработаны и готовы для реализации в виде устройств индивидуального управления с повышенными функциональными возможностями интегрированные технологии, которые создают микроклимат на каждом рабочем месте за счет использования лучистого теплообмена и локального перемещения воздуха. Такие продукты полностью удовлетворят пользователя: они быстро и ощутимо (но не чрезмерно) изменяют температуру воздуха по его команде. По оценкам фирмы The Hartman Co., оконечные блоки индивидуального управления тепловыми параметрами среды могут быть установлены примерно на 20 % от общей площади в 60 млрд. кв. футов, занимаемой нежилыми помещениями в США, не требуя при этом каких-либо модификаций остальных систем зданий. Это соответствует примерно 50 миллионам рабочих мест и представляет готовый потенциальный рынок объемом свыше 50 млрд. долларов. По нашей оценке, по мере перенесения акцента в проектировании систем ОВК на обеспечение комфорта, этот сегмент строительной индустрии вырастет до размеров, сравнимых с существующим в настоящее время объемом всей отрасли ОВК в целом.

Взгляд в будущее

Будущее отрасли ОВК - это не эволюционные изменения в способах проектирования и строительства зданий, а развитие параллельной индустрии комфорта, основанной на сетевом принципе и больше похожей на отрасль персональных компьютеров и периферийных устройств для них, чем собственно на строительную индустрию. Эта новая отрасль будет ориентирована на сбыт своей продукции арендаторам, причем соответствующие устройства будут монтировать специалисты по оборудованию офисов, а не строительные фирмы. Больше всех рассчитывают извлечь выгоду из развития новой отрасли изготовители, создающие продукты, которые объединяют в одном комплекте устройства управления, выполненные на передовом технологическом уровне, и оконечное оборудование и которые предназначены для использования преимуществ больших объемов производства. Проектировщики и системные интеграторы смогут повысить добавленную стоимость путем эффективного применения этих новых видов продукции и их интеграции в функциональные системы управления и учета.

Резюме

Недостаток внимания к проблемам теплового комфорта с точки зрения отдельного пользователя в отрасли ОВК создало огромный разрыв между оконечными системами, которые устанавливают в зданиях в настоящее время, и системами, которые можно было бы применять для повышения уровня комфорта и удовлетворения требований пользователей к наличию индивидуального управления параметрами среды. Этот разрыв породил колоссальные возможности, которые вряд ли будут использованы в условиях существующих строительных технологий и методик. Те, кто желает добиться успеха в использовании этих возможностей, должны стремиться к нахождению альтернативных путей их реализации, включая прямые и косвенные продажи арендаторам зданий и разработку систем и сетей для обеспечения комфорта, способных функционировать независимо от систем ОВК зданий. Уже разработаны необходимые для этого методики и технологии. Рынок к этому готов. Готовы ли мы?

Перевод с английского Б. Рубинштейна