Hiện nay, hầu hết các tòa nhà cao tầng trên thế giới như: tổ hợp văn phòng, chung cư cao cấp, nhà băng, nhà chính phủ, tòa nhà sân bay, … đều được trang bị hệ thống Điều khiển & Quản lý toà nhà (Building Management System – BMS). Việc này góp phần quan trọng trong việc vận hành một cách hiệu quả và kinh tế các tòa nhà, bên cạnh đó, tăng cường một cách hữu hiệu các tính năng an toàn, an ninh.
Các chức năng, phạm vi hoạt động của các hệ thống BMS là rất rộng lớn vì nó quản lý, điều khiển mọi hoạt động của các hệ thống kỹ thuật hạ tầng tòa nhà. Do đó, tùy theo yêu cầu, chức năng hoạt động của từng tòa nhà mà các hệ thống BMS cần phải được trang bị sao cho phù hợp.
- Ở Việt Nam có khoảng 85%-90% trong tổng số nhà cao tầng thông thường có hệ thống cơ sở hạ tầng tối thiểu như hệ thống cấp thoát nước, điện, báo cháy & chữa cháy, điều hòa không khí…Hầu hết các tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống điều hoà (tập trung hoặc phân tán), hệ thống bảo vệ (các tòa nhà văn phòng và chung cư trung và cao cấp) và báo/chữa cháy, kiểm soát vào ra, báo động xâm nhập và giám sát bằng camera. Tuy nhiên, các hệ thống này thường được điều khiển riêng biệt, không thể trao đổi thông tin với nhau, không có quản lí và giám sát chung, đặc biệt việc quản lí tiêu thụ điện năng chỉ ở mức rất thấp.
Hệ thống BMS/BAS cung cấp các tính năng sau:
- Điều khiển và giám sát cho các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà nhằm đảm bảo quá trình vận hành của các hệ thống này một cách tối ưu và hiệu quả.
- Phối hợp hoạt động của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà để đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về mức độ sử dụng, đảm bảo an ninh, an toàn và tiện nghi, thoải mái cho con người trong tòa nhà
- Tạo ra một công cụ giao tiếp Người/Máy cho các nhân viên vận hành tòa nhà để họ có thể vận hành các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà một cách an toàn, chính xác và hiệu quả
- Thống kê các số liệu về tình trạng hoạt động, thông số kỹ thuật của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà dưới dạng các báo cáo, cơ sở dữ liệu … giúp cho việc vận hành tòa nhà của các kỹ sư vận hành tối ưu nhất
- Tự động phát hiện sớm các sự cố, đưa ra các cảnh báo nhanh chóng, chính xác nhất đến người vận hành để nhanh chóng sửa chữa, khắc phục, tránh các ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của tòa nhà
- Tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, thoải mái nhất cho con người tham gia hoạt động trong tòa nhà, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, làm việc.
Thông qua việc tích hợp quản lý và điều khiển các hệ thống:
- Hệ thống phân phối điện năng.
- Hệ thống máy phát và ắc quy điện dự phòng.
- Hệ thống chiếu sáng tòa nhà.
- Hệ thống điều hoà nhiệt độ.
- Hệ thống thông gió.
- Hệ thống cấp, thoát nước và xử lý nước, rác thải.
- Hệ thống phòng cháy và chữa cháy.
- Hệ thống thang máy và thang thoát hiểm
- Hệ thống an ninh : bao gồm quản lý vào ra (Access Control) kết hợp chấm công, hệ thống camera an ninh, hệ thống hàng rào hồng ngoại và xung điện, các hệ thống nhận dạng sinhhọc và phỏng sinh học…
- Hệ thống âm thanh công cộng (Public Anouncement – PA).
- Hệ thống thông báo hình ảnh công cộng (Office Media System).
- Hệ thống thông tin liên lạc.
Thông qua đó, BMS/BAS điều khiển vận hành các hệ thống này một cách tối ưu, theo đúng yêu cầu của người sử dụng, nhằm đảm bảo tiết kiệm điện năng và giảm hao mòn máy móc, tăng tuổi thọ của thiết bị.
BMS/BAS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, quản lí tập trung và quản lí điện năng ở mức cao – Một hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hoá văn phòng. Đây còn gọi là các toà nhà hiệu năng cao, tòa nhà thông minh, tòa nhà xanh, tòa nhà công nghệ cao …
Hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) điều khiển và quản lý cho các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hoà thông gió, hệ thống cảnh báo môi trường, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy – chữa cháy, giúp cho việc vận hành một tòa nhà trở nên hiệu quả, kịp thời. Với các yêu cầu như vậy hệ thống BMS có các tính năng chính như sau:
- Giám sát & điều khiển toàn bộ tòa nhà.
- Quản lý các tín hiệu cảnh báo về tình trạng hoạt động cuả các hệ thống mà nó giám sát.
- Đặt lịch trình vận hành tối ưu cho thiết bị.
- Quản lý dữ liệu gồm soạn thảo chương trình, quản lý cơ sở dữ liệu, chương trình soạn thảo đồ hoạ, lưu trữ và sao lưu dữ liệu.
- Báo cáo, tổng hợp thông tin.
- Hệ thống BMS có đầy đủ các tính năng đáp ứng được việc giám sát được môi trường không khí, môi trường làm việc của con người. Ngoài ra hệ thống còn có khả năng kết nối các hệ thống kỹ thuật như an ninh, báo cháy, qua cổng giao diện mở của hệ thống với các ngôn ngữ giao diện theo tiêu chuẩn quốc tế.
Hệ thống BMS bao gồm đầy đủ các chức năng:
- Tổng hợp thông tin.
- Lưu trữ dữ liệu & cảnh báo sự cố, đưa ra những tín hiệu cảnh báo kịp thời trước khi có những sự cố gây nên những ảnh hưởng tới hoạt động của hệ thống kỹ thuật nói chung.
Hệ thống BMS linh hoạt, có khả năng mở rộng với các giải pháp sẵn sàng đáp ứng với mọi yêu cầu. Với nhiệm vụ như vậy, hệ thống BMS bao gồm:
- Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành: đặt tại các thiết bị trường cần giám sát như : AHU, FCU, Chillers, bơm, quạt thông gió, ACB & MCCB các van điện từ điều khiển ( control valve) … làm nhiệm vụ thu thập các thông số : trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp, … Và thực thi các lệnh điều khiển : đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần, …
- Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: FLN : mạng tầng tòa nhà, BLN : mạng tổng tòa nhà.
- Các thiết bị giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, …
- Hệ thống quản lý và thu thập dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS.
- Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu và các tính năng điều khiển nâng cao
Tuy nhiên, tỷ lệ áp dụng hệ thống BMS ở Việt Nam còn thấp. Nguyên nhân chủ yếu là do việc trang bị BMS đồng bộ cho một tòa nhà cao tầng rất tốn kém, chi phí đầu tư cao (chiếm khoảng 10 – 15% chi phí xây dựng tòa nhà). Bên cạnh đó, chi phí cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa và duy trì hoạt động hệ thống cũng rất cao. Theo ông Nguyễn Minh An – Phó giám đốc Trung tâm TKNL, Sở Công Thương Hà Nội, nhiều DN gặp khó khăn trong việc thay đổi công nghệ mới để TKNL do vấn đề thiếu vốn đầu tư, trong khi Nhà nước mới chỉ hỗ trợ cho các DN đầu tư hệ thống thiết bị TKNL ở mức 30% tổng số vốn đầu tư cho dự án. Vì vậy, Chính phủ cần có cơ chế, chính sách hỗ trợ vốn vay ưu đãi cho các DN muốn đầu tư các thiết bị, giải pháp TKNL để giảm thiểu tiêu hao năng lượng của các tòa nhà, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.