最先端の完全統合型スマートビルディングが、SiemonでEverything PoEを採用
PDFダウンロード最近の報告によると、世界のスマートビルディング市場は今後6年間で約1,100億ドルに達すると予想されています。ビルのオーナー、運営者、幹部の63%がスマートビルディングの導入計画を持っていることから、スマートビルディングが商業企業の建設において急速にゴールドスタンダードになりつつあることは明らかです。
スマートビルディングのコンセプトが最も受け入れられているのは、収益不動産を所有、運営、資金調達する商業デベロッパーです。これらの企業の多くは、低電圧ビルアプリケーションを統合することで、持続可能性、運用効率、そして入居者体験の向上を実現し、最終的に不動産価値と入居率を高めるというメリットを理解し始めています。
多くの企業がスマートビルディング技術の導入を検討していますが、すべてのビルシステムが収束し、IPベースのプラットフォーム上で通信し、すべてのエンドポイントデバイスがパワーオーバーイーサネット（PoE）で給電される完全統合型スマートビルディングへの取り組みを決定することは、重要かつ困難な課題です。そして、これは計画から設計、実装、納品に至るまで、専門家パートナーエコシステムとの協力、そして基盤となる堅牢なSiemonデジタルビルアーキテクチャを通じてのみ、成功裏に実現することができます。ある主要な都市開発業者がライフサイエンス産業向けの新しい最先端の88,000平方フィートの本社を開発した際に、まさにこのようなアプローチを取りました。
早期に始め、正しく始める
完全統合型スマートビルディングの開発においては、非常に早い計画段階から全ステークホルダーがコンセプトを受け入れ、ネットワークインフラの重要性を認識するプロセスが必要です。これには多くの場合、ステークホルダーへの教育と、統合システムがビルのオーナー、運営者、入居者にどのように利益をもたらすかを実証することが求められます。
「2019年11月にリースが切れ、拡張の手段がなかったため、クライアントは不動産を購入し、顧客向けのショーケースとして最先端の施設を一から開発することを決定しました」と、新規建設の設計と建設を担当したIntersect Management, LLCの社長、マイク・バーベラは述べています。「私たちは、コンサルタント、設計者、ネットワークインフラパートナーのSiemonと非常に早い計画段階から協力し、戦略を議論し、特定のパートナーを特定し、単一のダッシュボードを通じてビル制御と管理を可能にする方法について主要なステークホルダーに教育を行いました。」
意思決定レベルでの賛同を得て、適切なアプローチを確実にするため、バーベラはSiemonの元スマートビルディング部門グローバルビジネス開発マネージャーのボブ・アラン、Siemonの地域営業ディレクターのマット・シャルコジー、そしてプロジェクトの通信設計者兼コンサルタントのボブ・モバッハと共に、シスコのカナダ本社があるトロントのRBCウォーターパークプレイスを訪問しました。この120万平方フィートの施設は、北米で最初の真のスマートビルディングの一つと考えられており、高度なセンサー技術を搭載し、PoEで給電されるネットワーク化されたLED照明を含む、すべてのIPベースのシステムが統合されています。
シスコのカナダ本社があるトロントのRBCウォーターパークプレイス。この120万平方フィートの施設は、北米で最初の真のスマートビルディングの一つと考えられており、高度なセンサー技術を搭載し、PoEで給電されるネットワーク化されたLED照明を含む、すべてのIPベースのシステムが統合されています。
専門家パートナーエコシステムの活用
「トロントの施設の開発者とシスコに会い、スマートビルディングの設計にどのようにアプローチしたかについて洞察を得たとき、それが本当の転換点だったと思います」とボブ・アランは述べています。「その時、私たちは本当に既成概念にとらわれず考える必要があることが明確になり、すべての照明とビルシステムデバイスをPoE技術を使用してIPベースのネットワーク上で統合し、電力を供給する決定がなされました。」
「Everything PoE」という高い目標の達成は、決して容易ではありませんでした。プロジェクトの成果物を満たし、統合と効率を最大化して投資収益率を高めるために、適切な業務範囲、詳細なレイアウト、部材表を確実にするため、すべての技術パートナーとの協力が必要でした。
「最大の課題の1つは、最新のIPベースおよびPoE対応技術を提供できる建物システムのすべてのメーカーを特定することでした。我々が必要としていたPoE対応のドアシステムを提供できるアクセス制御メーカーは1社しかなく、多くのメーカーと密接に協力して製品の改良を行わなければなりませんでした」とBarberaは述べています。「これは特に照明に関して顕著でした。」
クライアントは、ドロップシーリングと一般的な2X2ライトを備えた従来のオフィススペースではなく、20の異なる照明メーカーからの幅広い建築用LEDライト器具を備えたオープンシーリングデザインを望んでいました。すべての照明をネットワークに接続し、PoEで給電するという要件は、かなりの調整とカスタマイズされた設計を必要としました。
新施設全体で2500のPoEライトと100の異なる照明システム構成をサポートするために、プロジェクトのためにSiemon認定インストーラー（CI）として選ばれたIES CommunicationsのDivision ManagerであるBrad SandmanとBob Mobachは、Igorの本社を訪問してソリューションを調査・検証した後、BarberaとクライアントにIgorを紹介しました。Igorの画期的なベンダーに依存しないノードデザインを選択する集団的決定が下されました。これは、すべてのLED照明器具、低電圧センサー、壁面コントローラーにデータと電力の両方を提供し、施設全体で完全に接続されたスマートPoE照明システムを実現することができます。Igorのウェブ対応のイーサネットベースの監視コントローラーとクラウドベースのポータルは、中央の場所から照明システム全体の監視と制御を可能にし、センサー、エネルギー、システム使用データに関するデータ分析とレポートも可能にします。
「エンジニアや建物管理者は、物事がどのように使用されると信じているかに基づいてエネルギー節約を期待することがよくありますが、データがあれば実際に何が起こっているかを見ることができます。情報がなければ、どこから始めればいいのかわかりません」とDwight Stewartは説明します。「私たちのPoEベースのソフトウェア定義システムでは、これらの改善と調整をソフトウェアで素早く簡単に行うことができます。例えば、分析を見ることで、大きな共有スペースでモーションセンサーのタイムアウトを5分から3分に変更することで50％のエネルギーを節約できることがわかりました。これは証明するデータがあるため、確認することができます。」
Igorの制御プラットフォームは、さまざまな種類のスペースの照明電力密度許容値、必須のタイムアウト占有センサー、日光調光など、カリフォルニア州のTitle 24建物エネルギー効率要件を満たすためにも重要でした。建物には、電子的に着色可能で、内部の会議室内のコントロールで調整できるPoE対応の電気変色ガラスも設置されています。
堅牢なデジタルビルディングアーキテクチャの確保
「すべてをPoEで」という目標を達成するためには協力が鍵でしたが、完全に統合されたスマートビルディングを実現するには、伝送速度やリモート給電レベルに関係なく、すべての接続されたIPおよびPoE対応デバイスをサポートできる適切なデジタルアーキテクチャが必要です。単一のケーブリングシステムの導入も、複数のケーブルタイプを排除し、新しいデバイスや技術の実装を容易にするために重要でした。
「施設内のすべてのネットワーク接続デバイスはPoEで給電され、カテゴリ6Aケーブルで接続されています。ビルディングオートメーションシステムにもそのレベルのパフォーマンスは必要なかったのですが、カテゴリ6Aを指定しました。これは、将来の移動、追加、変更をよりよくサポートするために、建物全体で1つのケーブルタイプを持つことがより重要だったからです」とBob Mobachは述べています。
ケーブリングインフラストラクチャにはSiemonのエンドツーエンドZ-MAX®カテゴリ6Aシステムが選ばれました。これには、不連続なフォイル構造を持つカテゴリ6A GTケーブルが含まれており、容易な設置と小さなケーブル直径を可能にしながら、優れた10 Gb/s伝送性能と改善された熱放散を提供しました。Z-MAXシステムは以下を含むすべてのデバイスの接続と給電に使用されました：
- 照明ノードと建築用照明器具
- 緊急照明システム
- 無線アクセスポイント（WAP）
- セキュリティ監視カメラ
- ドアアクセス制御デバイス
- オーディオビジュアルディスプレイと機器
- サウンドマスキングシステム
- 公共安全および携帯電話分散アンテナシステム
- エレクトロクロマチックガラス
- 自動販売機およびカフェテリアの販売時点情報管理システム
- 電気自動車充電ステーションとスマートパーキングデバイス
- 空調、エレベーター制御およびその他のビル自動化デバイス
デバイスの一部はSiemonのZ-PLUG™カテゴリ6A現場終端プラグを使用して接続され、デバイスに直接素早く接続することができました。Z-PLUGの短いプラグデザインと丸みを帯びた端も、スペースが限られたデバイスへの接続に理想的でした。
「このプロジェクトでは、単に一種類の配線が必要だっただけでなく、配線を隠すことも目標でした。これには、ほぼすべての階に7インチの床上げシステム、天井裏にケーブルトレイ、そして建物全体のデバイスをサポートし隠すための戦略的な剛性導管の使用など、革新的な経路が必要でした」とモバッハは述べています。「PoE照明ノードなどのデバイスに直接接続できることで、目に見えるケーブルやボックス、コンセントの必要性を排除できました。この目的のためにZ-PLUGを大量に使用し、そのパフォーマンスに非常に満足しています。」
Z-PLUGの使用によりインストールは容易になりましたが、照明システムの複雑さにより、照明メーカー、Igor、電気および弱電設備の施工業者間で独自のスキルセットと調整が必要でした。
「照明の観点からは何も標準的なものはなく、すべての照明器具に適切なPoEワット数を確保する必要がありました。同じ照明器具であっても、長さが異なるため、ワット数を計算する必要がありました」とサンドマンは言います。「独特で複雑でしたが、多くを学び、PoE照明の真のエキスパートになりました。」IESは現在、Siemonデジタル照明パートナー（DLP）になるプロセスにあります。これは、PoE照明をスマートビルディングの不可欠な要素として活用する高性能ネットワークインフラストラクチャの展開スキルを実証する認証です。
施設全体の光ファイバーバックボーンインフラストラクチャも、建物全体のさまざまなシステムから大量のデータを送信するのに十分な堅牢性が必要でした。Siemonのシングルモードとマルチモードの光ファイバーケーブリングシステムの組み合わせが、エントランス設備から5階のメイン機器室まで、そして通信スペースと駐車場やロッカールームがある地下4階までに展開されました。
「すべてのデータをサポートするために40ギガのバックボーンが必要でした。特に施設全体の高性能デジタルサイネージがボトルネックとなっていました。結局、バックボーンにシングルモード48本とマルチモード48本を展開しました」とモバッハは言います。「また、4つの異なるサービスプロバイダーが多様な入口から建物に入り、その機器が別のミートミールームセットアップに収容され、さらに各通信室に2つのバックボーンが入るという完全な冗長性も実装しました。」
時間通りのイノベーションの実現
完全に統合されたスマートビルディングの計画と設計は十分に挑戦的ですが、ソリューションを効果的に提供し、積極的なスケジュール内でオーナーの独自の要件を満たすには、強力なパートナーエコシステムも必要でした。
新施設の一部には、ライフサイエンスの顧客向けの実験室環境があり、カスタムの事前配線された移動式ベンチが完備されています。オープンシーリング環境を特徴とし、ケーブルは空調、ガス、その他のシステムを迂回するようにデザインされたカスタムケーブルトレイと導管を通ってきれいに配線されています。ネットワーク接続をベンチに分配するためにゾーンケーブリングアプローチが使用され、ゾーンエンクロージャーからコンセントやデバイスへの短いケーブリングリンクを可能にする水平統合ポイントが組み込まれています。Siemonの24ポートMAX®ゾーンユニットエンクロージャーが統合ポイントコンセットを収容するために使用されました。この低プロファイルのエンクロージャーはプレナム規格を満たし、ダストの侵入を防ぎ接続を保護するフォームガスケットを特徴としています。
「すべてのPoE」コンセプトのためのPowerGUARD®
SiemonのエンドツーエンドZ-MAXカテゴリー6Aシステムは、新施設の「すべてのPoE」コンセプトをサポートするのに理想的です。これは、高度なPoEをサポートするために特別に設計されたPowerGUARD®技術を備えているためです。
- PowerGUARD技術を搭載したカテゴリー6A GTケーブルは、最大75°Cの高温環境での機械的信頼性が認定されており、リモート電源を供給するケーブルバンドル内の熱の蓄積を減少させ、優れた熱放散を保証します。これにより、性能劣化を防ぎます。
- PowerGUARD技術を搭載したSiemonのZ-MAXジャックは、特許取得済みの王冠型ジャック接点形状を特徴とし、ユーザーが最新のリモート給電アプリケーションに接続・切断する際、電気アークによるコネクタの損傷リスクがゼロです。
- PowerGUARD技術を搭載したSiemonのZ-PLUGフィールド終端プラグは、完全にシールドされた360度エンクロージャーと75°Cの動作温度を特徴とし、PoEの熱放散を改善します。
「ビルのオーナーは、実験室環境に十分な柔軟性を求め、必要に応じてベンチを簡単に切り離して移動できるようにしたいと考えていました。そのため、Siemonエンクロージャを使用した集約ポイントによるゾーンケーブリングアプローチを採用しました。各エンクロージャは4〜8人のユーザーに対応しています」とMobachは説明します。「すべてが調和する必要があり、Matt ScharkozyとSiemonチームは、ガス、電力、ネットワーク接続を分配するためのカスタム正方形プラットフォームに使用されているのと同じ白色でエンクロージャをカスタマイズすることができました。」
非常にタイトなスケジュールの中でソリューションを提供するには、IES Communicationsのインストールチームにも多大な努力と調整が必要でした。IESのSandmanは次のように述べています。「設計の極端な複雑さとビルオーナーの美的要求を考慮すると、スケジュールを守ることが最大の課題でした。施設の大部分でケーブルやコンジットを見えないようにする必要があったため、コンクリートを打つ前にすべてのコンジットを設計し、配置しなければなりませんでした。他の業者との調整だけでなく、資材の入手可能性を確保することもスケジュール維持に不可欠でした。Siemonは地元の販売店と協力して納期の問題を回避するという点で優れた仕事をしてくれました。これは特に重要でした。なぜなら、現場にはほとんど保管スペースがなかったからです。」
プロジェクトが実を結ぶにつれ、厳しい引越し期限を守るために、全ての業者間での最大限の努力と調整が不可欠となりました。施設全体の照明に必要だった通信スペースを稼働させるために一時的な冷却が必要となり、IESのインストールチームは昼夜を問わず作業し、ケーブリングシステムが検査に合格するよう努めました。2年間の建設を経て、施設のケーブリングは最終的に完了し、テストされ、2019年9月に全従業員が施設に移動できるよう適時に引き渡されました。「すべてにPoE」というコンセプトを持つ初めての施設の一つとして、この新しい目を引く本社複合施設は、カリフォルニア州で最も象徴的なスマートビルの一つとして今や尊敬されています。
Barberaは次のように述べています。「この施設は今や、オーナーが完全に統合されたシステムを実演できる信じられないほどのショーピースとなっています。そして、Siemonのカテゴリ6Aケーブリングシステムを介してPoEで全てのデバイスに電力を供給することで、電気代を大幅に節約しながら、将来の技術にも容易に拡張可能な施設を確保しています。」
