Нечеткая логика и интеллектуальное управление инженерными системами зданий

Факторы потребления энергии в процессах: охлаждение, обогрев, кондиционирование воздуха, освещение здания – оказывают значительное влияние на энергозатраты. Интеллектуальные методы управления энергопотреблением позволяют модернизировать инженерные системы зданий, при этом использование искусственных нейронных сетей и нечеткой логики с целью минимизации потребления энергоресурсов особенно эффективно при эксплуатации зданий. В работе для управления энергопотреблением использована система нечеткого вывода Мамдани, в ходе исследований выбраны функции принадлежности гауссовой, треугольной и трапециевидной формы, программно реализованы типы и функции входов и выходов для подсистем управления инженерными системами. По входным и выходным параметрам спроектированы системы: освещения, смарт-окно, система отопления, вентиляции и кондиционирования; получены таблицы нечеткого вывода, выполнен графический анализ данных. Предложенные управляющие решения по реализации нечетких правил на основе лингвистических переменных позволяют адаптировать систему управления зданием к условиям окружающей среды, предотвратить чрезмерное потребление энергии. В исследовании обоснован выбор энергопотребляющих частей здания, при формировании управляющих воздействий применены правила нечеткой логики в функциональных диапазонах. Показано, что система нечеткого вывода вырабатывает решения в соответствии c изменяющимися входными данными, при этом реализовано интегрированное управление, проанализированы отклики систем освещения, отопления, вентиляции и кондиционирования в зависимости от функции принадлежности входов. Интенсивность окружающего света предложено контролировать с помощью датчиков движения, в том числе оптических. Показано, что полученные результаты позволяют добиться снижения энергопотребления освещения от 15 до 25 %, максимального использования внешнего света, обеспечения комфортного температурного режима, а также приводят к возможности реализации функций координированного и интегрированного управления.