Système d'automatisation des bâtiments en Arabie Saoudite | SENTRADO
Une étude de cas détaillée de la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO offrant des résultats mesurables pour les opérations d'automatisation des bâtiments en Arabie Saoudite.
Contexte et objectifs du projet
SENTRADO a livré un système de gestion intégré des bâtiments (BMS) pour un grand complexe commercial à Riyad, en Arabie Saoudite, comprenant quatre tours de bureaux, un socle commercial et des installations de stationnement souterrain totalisant plus de 180,000 mètres carrés d'espace climatisé. Le client, un promoteur immobilier majeur, nécessitait une plateforme unifiée pour gérer le CVC, l'éclairage, le comptage d'énergie et le contrôle d'accès dans tous les bâtiments, tout en respectant les réglementations strictes d'efficacité énergétique de l'Arabie Saoudite et les objectifs de durabilité de la Vision 2030.
Le climat extrême de Riyad — où les températures estivales dépassent régulièrement les 45°C — fait de la climatisation le plus gros consommateur d'énergie dans les bâtiments commerciaux. Le promoteur avait besoin d'un BMS capable d'optimiser de manière agressive la distribution du froid sans compromettre le confort des locataires, tout en fournissant les données énergétiques granulaires requises pour les rapports du Centre saoudien de l'efficacité énergétique (SEEC) et la certification des bâtiments écologiques.
Le périmètre de SENTRADO comprenait la fabrication de tableaux BMS, la fourniture et la programmation de régulateurs DDC, le logiciel de la station de travail centrale, l'intégration avec des systèmes tiers (centrale de production d'eau glacée, éclairage, ascenseurs, alarme incendie) et la mise en service de toutes les séquences de régulation à travers le complexe.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Charge de refroidissement due au climat extrême
Les températures estivales de Riyad dépassant les 45 °C créent d'importantes charges de refroidissement qui varient considérablement au cours de la journée et selon l'orientation des bâtiments. Le fonctionnement de la CVC selon un horaire fixe gaspillait de l'énergie pendant les périodes de faible occupation, tout en échouant occasionnellement à maintenir les points de consigne lors des pics de chaleur en début d'après-midi.
2. Intégration multi-systèmes
Le complexe fait appel à différents fournisseurs pour les groupes froid (Carrier), l'éclairage (Philips Dynalite), les ascenseurs (KONE) et l'alarme incendie (Siemens Cerberus). Le BMS devait communiquer avec tous ces systèmes via BACnet/IP, Modbus et des protocoles propriétaires, sans nécessiter le remplacement des systèmes existants.
3. Conformité en matière de rapport énergétique
La réglementation SEEC exige des rapports détaillés sur la consommation d'énergie avec un sous-comptage au niveau des étages et des locataires. Les compteurs électriques existants n'avaient aucune capacité de communication et ont dû être équipés de modules de sortie à impulsions ou Modbus.
4. Confort des locataires vs efficacité
Le promoteur devait réduire les coûts énergétiques tout en maintenant des normes de confort strictes (23±1 °C, 50±5 % HR) pour satisfaire les locataires commerciaux haut de gamme. Cela a nécessité des stratégies de ventilation à la demande, de démarrage/arrêt optimal et d'économiseur à enthalpie.
5. Évolutivité pour l'expansion future
Le client prévoyait la construction d'une cinquième tour dans les trois ans. L'architecture BMS devait pouvoir intégrer des contrôleurs, des points et des graphiques supplémentaires sans réingénierie majeure ni remplacement de serveur.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a conçu un BMS basé sur BACnet/IP utilisant des contrôleurs DDC Siemens déployés dans tout le complexe, chaque bâtiment disposant de son propre réseau de niveau automatisation connecté à un serveur central BMS via le réseau principal IP du bâtiment. L'architecture du système suit le modèle BMS à trois niveaux : niveau terrain (capteurs et actionneurs), niveau automatisation (contrôleurs DDC) et niveau gestion (stations de travail centrales et clients web). Cette segmentation garantit que le contrôle local se poursuit même si le serveur central ou le réseau est indisponible.
Les stratégies d'optimisation CVC comprennent le démarrage/arrêt optimal basé sur la température de l'air extérieur et l'inertie thermique du bâtiment, la ventilation à la demande utilisant des capteurs de CO2 dans les zones occupées, la réinitialisation de la température de l'eau glacée en fonction de la demande de refroidissement réelle, et la réinitialisation de la température de l'air soufflé. La centrale de production d'eau glacée est contrôlée comme un système intégré avec une séquence qui maximise l'efficacité des groupes froid en adaptant les groupes en fonctionnement à la charge, en contrôlant la température de l'eau du condenseur en fonction des conditions de température de bulbe humide, et en équilibrant les vitesses des pompes à l'aide d'un contrôle de pression différentielle.
L'intégration de l'éclairage a été réalisée via une passerelle BACnet vers le système Philips Dynalite, permettant un contrôle programmé de l'éclairage, une commutation basée sur l'occupation et une exploitation de la lumière naturelle dans les zones périphériques. Les compteurs d'énergie ont été modernisés avec des modules de communication Modbus, offrant un sous-comptage au niveau des locataires avec exportation automatisée des données de facturation. Le serveur BMS exécute Desigo CC avec un client Web qui permet aux gestionnaires d'installations de surveiller et de contrôler le complexe depuis n'importe quel navigateur, avec des tableaux de bord affichant les performances énergétiques en temps réel, les indicateurs de confort et l'état des équipements.
Points forts de l'architecture du système
- Contrôleurs DDC Siemens sur BACnet/IP dans tous les bâtiments
- Optimisation intégrée de la centrale frigorifique avec séquence d'adaptation à la charge
- Ventilation à la demande basée sur la détection du CO2
- Algorithmes d'apprentissage de l'inertie thermique et de démarrage/arrêt optimal
- Intégration de la passerelle BACnet avec les systèmes d'éclairage, d'ascenseur et de sécurité incendie
- Sous-comptage énergétique au niveau des locataires avec exportation automatisée de la facturation
- Plateforme de gestion Desigo CC avec accès par client Web
- Architecture évolutive conçue pour l'ajout d'une cinquième tour
Paramètres et configuration du système
| Plateforme BMS | Siemens Desigo CC |
| Contrôleurs DDC | 24 × contrôleurs compacts Siemens PXC |
| Total des points BMS | 4,200+ (AI: 680, AO: 320, BI: 1,800, BO: 1,400) |
| Protocole de communication | BACnet/IP / Modbus TCP / KNX |
| Postes de travail de gestion | 2 × Desigo CC + 5 clients Web |
| Armoires de commande | 8 × armoires DDC IP44 |
| Bâtiments contrôlés | 4 tours + podium commercial + parking |
| Surface de plancher totale | 180,000+ m² |
| Intégration du groupe frigorifique | Carrier AquaEdge via la passerelle BACnet |
| Intégration de l'éclairage | Philips Dynalite via BACnet/IP |
| Compteurs d'énergie | Plus de 120 sous-compteurs avec sortie Modbus |
| Économies d'énergie | 25 % (vérifié post-occupation) |
Composants clés et matériel
Siemens PXC24 DDC
S55376-C125
Contrôleur DDC compact BACnet/IP
Siemens PXC16 DDC
S55376-C122
Contrôleur DDC de petite zone
Serveur Desigo CC
S55801-Y120
Plateforme de gestion BMS
Sonde d'ambiance QFA3171
S55720-S171
Sonde d'ambiance Temp/HR/CO2
Capteur de pression QBE3000
S55720-S121
Capteur de pression différentielle
Servomoteur Siemens RAB11
S55720-S221
Servomoteur de registre pour boîtes VAV
Routeur BACnet
S55801-Y115
Routeur BACnet/IP vers MSTP
SITOP PSU100C
6EP1332-5BA10
Alimentation 24V DC pour armoires DDC
Phases du projet
Conception BMS
6 semainesListe des points, séquence de fonctionnement, plan du réseau
Fabrication des armoires
4 semaines8 armoires DDC assemblées et testées
Programmation DDC
8 semainesSéquences CVC, éclairage, énergie et graphiques
Intégration de systèmes tiers
4 semainesConfiguration de la passerelle pour le groupe frigorifique, l'éclairage et les ascenseurs
Installation
8 semainesCoordonné avec le calendrier de construction du bâtiment
Mise en service
6 semainesVérifications point par point, vérification des séquences, réglage
Période d'optimisation
12 semainesRéglage saisonnier, assistance à l'emménagement des locataires
Formation et remise
2 semainesFormation de l'équipe d'exploitation, documentation de récolement
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et son fonctionnement prolongé.
Réduction vérifiée de la consommation d'énergie CVC
Température maintenue à ±1°C de la consigne
Granularité énergétique par locataire
Plateforme unique pour l'ensemble du complexe
Avant vs Après : Comparaison quantifiée
| Indicateur | Avant | Après | Variation |
|---|---|---|---|
| Consommation d'énergie CVC | Référence (horaire fixe) | Réduction vérifiée de 25% | −25% |
| Régulation de la température | Fluctuation de ±3°C | 23°C ±1°C constant | Plus précis |
| Comptage énergétique | Niveau bâtiment uniquement | 120+ sous-compteurs locataires | Granulaire |
| Gestion des bâtiments | 4 systèmes BMS distincts | 1 plateforme unifiée | Consolidé |
| Réponse de maintenance | Réactive, plaintes des locataires | Prédictive, alertes automatisées | Proactive |
Données basées sur les rapports de mise en service du projet et les mesures opérationnelles continues. Nom du client disponible sous accord de confidentialité.
Impact sur les résultats
Le système d'automatisation livré a dépassé tous les objectifs de performance spécifiés dans le contrat, atteignant un débit plus élevé, une consommation d'énergie réduite et une qualité de produit améliorée par rapport au fonctionnement de référence. Le client a signalé un retour sur investissement complet dans le délai de récupération prévu et a depuis engagé SENTRADO pour d'autres phases d'extension de l'usine.
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