برای درک سیستم هوشمند سازی ساختمان بهتر است نگاهی به نیازهای بشر امروز بیاندازیم. امروزه روش زندگی بشر را فاکتور های مهم مختلفی تحت الشعاع قرار داده است. یکی از این فاکتور ها، سهولت و راحتی و رفاه هر چه بیشتر او در زندگی است. اینکه فضای زندگی، محیط کار و اتومبیل توسعه یافته و در حال پیشرفت هستند. علاقه مندی بشر به پیشرفت و دستیابی به آسایش امری است بدیهی و قابل تأمل. در واقع بشر امروزه سعی دارد از تمام توان خویش استفاده کند. تا به راحتی و رفاه بیشتر دست یابد.

فاکتور دیگری که می تواند در نوع زندگی همه ها اثر گذار باشد بحث انرژی است. همه ما در زندگی امروز کم و بیش نگرانیم. نگران از دست دادن انرژی های خدادادی، طبیعی و غیر طبیعی و ساخت دست انسان.

این که گفته می شود جنگ آینده جنگ آب است نگرانمان می کند. این که می گویند انرژی های زمینی از جمله سوخت های فسیلی و معدنی رو به اتمام هستند. همه و همه می تواند برایمان تامل برانگیز باشند. بنابراین بشر امروز سعی دارد در طراحی ها و برنامه ریزی هایش. برای نیل به راحتی و رفاه این فاکتور ارزشمند را نیز مد نظر قرار دهد. این که چگونه می توان به رفاه و پیشرفت و آسایش دست یافت. در حالی که کمترین انرژی مصرف شده باشد.

این دو فاکتور شاید بتوانند پیش زمینه ای برای توضیح موضوع هوشمند سازی ساختمان باشند. سیستم مدیریت ساختمان (BMS) Building Management system. یا همان سیستم هوشمند سازی ساختمان (BAS) .Building Automation System .عبارت است از مجموعه سخت افزار ها و نرم افراز ها. که به منظور کنترل یکپارچه بخش های مهم ساختمان طراحی و نصب شده است. در واقع هوشمند سازی ساختمان، کنترل اتوماتیک و جامع تمامی سیستم ها است.

تمام سیستم های یک ساختمان اعم از

سیستم های گرمایشی و سرمایشی

سیستم های امنیتی

تسیستم هویه

سیستم های روشنایی

و سایر سیستم ها

واقعا آیا ساختمان های قدیم و امروزی از لحاظ آسایش و مصرف انرژی یکسان هستند؟

هوشمند سازی ساختمان

هوشمند سازی ساختمان

اهداف اصلی سیستم هوشمند سازی ساختمان عبارتند از

آسایش و رفاه هر چه بیشتر

زندگی پر مشغله و مدرن امروزی نیازمند سیستمی مناسب است. تا بتواند بخشی از کارهای روزمره را برای بشر انجام دهد. سیستم هوشمند سازی ساختمان به کاربران حق زندگی می دهد. این که درست مثل یک خدمتکار هر آنچه را که انتظارش را دارند بدون خطا در اختیارشان قرار دهد. بعلاوه در دنیای امروز زمان نقش تعیین کننده ای دارد. این که این سیستم هوشمند قادر است به کار های روزمره شما سرعت ببخشد می تواند قابل تحسین باشد.

بهبود کارکرد سیستم های ساختمان و قابلیت کنترل آن ها

تمامی سیستم های الکترو مکانیکی ساختمان هوشمند به صورت یکپارچه کنترل و هدایت می شوند. از این روست که در سیستم مدیریت ساختمان (BAS) کارکرد سیستم ها بدون خطا و اختلال است. یا در صورت بروز در حالت حداقل آن است و صد البته قابل کنترل و رفع. البته گفتنی است که این سیستم موازی با سیستم سنتی ساختمان عمل می کند. در واقع در صورت از کار افتادن سیستم هوشمند باز مشکلی پیش نمی آید. ساختمان می تواند با ا ستفاده از سیستم سنتی سابق خود به کارش ادامه دهد.

مصرف بهینه انرژی و بهبود چرخه آب و برق

طبق آمار های منتشره، با استفاده از هوشمند سازی ساختمان می توان حتی بالغ بر %۵۰ در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. (این آمار در سیستمی چون سیستم زیمنس نیز تایید شده است). هوشمند سازی ساختمان به گونه ای ماهرانه طراحی و صورت یافته است. این سیستم می تواند در اوج مصرف، مصرف بیش از انرژی را کنترل کند. بعلاوه سیستم هوشمند ساختمان قادر است مصرف انرژی را در ساعات خالی از سکنه در ساختمان کنترل کند. حتی می تواند اتلاف انرژی در این بازه های زمانی را به حداقل رسانده و صفر کند.

به عبارت بهتر، هوشمند سازی ساختمان وظیفه پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان را بر عهده دارد. تا اجزای مختلف ساختمان بتوانند در راستای ارتقای بهره وری و ایجاد شرایط بهینه مصرف انرژی در تعادل باشند. برای مثال، ساعاتی از روز که ساختمان خالی از سکنه است را در نظر بگیرید. این سیستم می تواند فرامین مربوط به خاموشی سیستم گرمایشی ساختمان را صادر کند. در قبال آن با کشیدن پرده ها، از تابش مستقیم نور خورشید استفاده کند. در نتیجه گرمایش طبیعی حاصل از آن درجه حرارت اتاق را تنظیم کند.

اجزای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان عبارتند از

حسگر ها (Sensors)

سنجش پارامتر های محیطی و ارسال آن ها به پردازش گر توسط حسگر ها یا سنسور ها صورت می گیرد. نمونه هایی از این اطلاعات شامل درجه حرارت، رطوبت و فشار است. میزان نور در محیط، درصد گاز های موجود در فضا، حضور یا عدم حضور افراد در سالن و …

انواع حسگر ها در سیستم هوشمند سازی ساختمان عبارتند از

حسگر های امنیتی و مراقبتی

حسگر های اعلام آتش سوزی

حسگر های کنترل تردد

حسگر های حرکتی

حسگر های نور

حسگر های باد

حسگر های رطوبت

حسگر های نشتی گاز و آب

کنترل کننده ها (Controllers)

به طور کلی وظیفه کنترل کننده ها دریافت دیتاهای مربوطه از حسگر ها است. و صدور فرامین لازم با توجه به طراحی و نرم افزار داخلی آن ها است.

سه نوع کنترل کننده در سیستم هوشمند سازی ساختمان وجود دارد که عبارتند از

کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC). Programmable Logic Controllers

کنترل کننده های سیستم / شبکه. System/Network Controllers

کنترل کننده های ترمینال. Terminal Unit Controllers

کنترل کننده های ترمینال برای کنترل روشنایی، فن کویل، پمپ های حرارتی و … مناسب هستند.

هوشمند سازی ساختمان

هوشمند سازی ساختمان

زیر سیستم های یک سیستم هوشمند سازی ساختمان را می توان این گونه نام برد

روشنایی (Lighting)

روشنایی می تواند از طریق داده های دریافتی کنترل شود. این داده ها از سنسور های نوری (Photo sensors) و زمان سنج ها (Timers) دریافت می شود.

در سیستم هوشمند سازی ساختمان های جدید کنترل روشنایی نیز بروز است. این سیستم می تواند بر اساس سیستم (DALI) Digital Addressable Lighting interface باشد. لامپ ها با DALI کاملا قابل تنظیم هستند. این سیستم می تواند افت سیگنال ها و … را شناسایی نماید.

تهویه هوا و درجه حرارت

سیستم های Air Handlers با استفاده از ترکیب هوای بازگشتی و هوای بیرون عمل می کنند. این سیستم ها می توانند به تهویه مطلوب تر هوا و کنترل درجه حرارت کمک کنند. این پروسه می تواند در صرفه جویی در انرژی و صد البته هزینه ها مثمر ثمر باشد.

سیستم دوربین مدار بسته

یکی از جامع ترین و محبوب ترین راه کارهای ارتقای امنیت و کیفیت دوربین مدار بسته است. کنترل در تمامی محیط ها از جمله ساختمان ها با استفاده از سیستم امنیتی دوربین مدار بسته می باشد.

دوربین های مدار بسته (CCTV) Close Circuit Television در واقع می توانند ساختمان را محافظت نمایند. محافظت در قبال تهدیدات خارجی از قبیل سرقت و … و البته تهدیدات داخلی. دوربین های مدار بسته امروزه با پیشرفت تکنولوژی به شدت پیشرفت کرده اند. آن ها جزء لاینفک ساختمان های هوشمند شده اند. و البته بسیاری از ساختمان های عادی و غیر هوشمند اداری و تجاری و مسکونی. امروزه دوربین های مدار بسته با ضبط تصاویر به صورت HD امکان اتصال به گوشی های هوشمند و تبلت و … را دارند. و با امکان ارسال دیتا ها از طریق اینترنت (IP) محبوبیت روز افزونی در میان کاربران یافته اند.

این سیستم امنیتی ویژه می تواند انواع مختلفی داشته باشد. که بسته به نیاز ساختمان و محیط می توانید هر کدام از آن ها را انتخاب کنید.

برخی دیگر از زیر سیستم های کنترل عبارتند از

کنترل تردد

اعلام و اطفای حریق

توزیع دیتا

خطوط تلفن

روشنایی اضطراری

عکس العمل خطر

یکپارچه سازی سیستم ها

آنتن مرکزی و توزیع سیگنا

و…

عملگرها (Acutuators)

اجزایی از سیستم را که فرامین دریافتی از کنترل کننده ها را اجرا می نمایند عملگر می نامند. مثال هایی از عملگر ها عباتند از:

شیرهای برقی سیالات

دریچه های قابل تنظیم عبور هوا

و …

سیستم مدیریت ساختمان (BMS) با نام دیگر سیستم هوشمند ساختمان (BAS) نیز شناخته می شود. این فناوری سیستم کنترل کامپیوتر پایه ای است که داخل ساختمان ها نصب می شود. تا تمامی تجهیزات و پارامترهای مکانیکی و الکتریکی ساختمان را مانیتور کند. اعم از تهویه، روشنایی، درجه حرارت و دما و سیستم های فشار. سیستم های حریق و سیستم های امنیتی نیز به همین ترتیب کنترل می شوند.

امروزه تکنولوژی سیستم هوشمند سازی ساختمان به حدی بالایی رسیده است.

هوشمند سازی ساختمان bms توانایی را دارد که بتواند تشخیص دهد چه کسی و در چه زمانی وارد کدام یک از اتاق های ساختمان شده است. به همین علت است که این سیستم را ساختمان هوشمند (Smort Building) نیز می نامند. و این سیستم فوق العاده کار آمد هر روز هم در حال هوشمندتر شدن است.

تاریخچه سیستم هوشمند سازی ساختمان

دهه ۱۹۵۰: سیستم هوشمند سازی ساختمان در این دهه بسته به کنترل های پنوماتیکی بود. که با هوای فشرده شده (Compressed Air) کار می کردند.

دهه ۱۹۸۰: زیر پردازنده ها در این دوره صنعت را از هوای فشرده به سیستم آنالوگ منتقل کردند. پس از آن نوبت به کنترل های دیجیتالی رسید.

دهه ۱۹۹۰: پروتکل های باز این امکان را ایجاد کردند که تجهیزات کنترلی بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

دهه ۲۰۰۰: تکنولوژی بی سیم (Wire Less) امکانات جدیدی را در اختیار اجزا و پارامترها قرار دادند. این که بدون نیاز به کابل و محدودیت های ناشی از آن با هم در ارتباط باشند.

اصطلاحات موجود در سیستم هوشمند سازی ساختمان که بهتر است با آنها آشنا شوید

BMS و BCS: بر گرفته از Building Control System و Building Management System هستند. عبارت از سیستم هایی می باشند که امکانات ساختمان را کنترل می نمایند.

DDC:بر گرفته از Direct Digital Control است. که باعث می شود اجزای دیجیتالی بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

API: برگرفته از Application Programming Interface است. که عبارت است از کدی که تعریف می شود. که چگونه دو یا چند نرم افزار با هم ارتباط برقرار نمایند.

BAS: بر گرفته از Building Automation System است. این سیستم همان حالت کلی BMS همان BAS است.

EMS: بر گرفته از Energy Management System است. این سیستم ها وظیفه مانیتور و کنترل مصرف انرژی را دارند. به طوری که انرژی کمترین مصرف را داشته باشد. و در حد امکان تلفیقی از انرژی ساخت دست بشر و انرژی طبیعی محیط باشد.

بهره وری در انرژی، یکی از مهم ترین مزایای استفاده از سیستم هوشمند سازی ساختمان

در بسیاری از کشورها تولید انرژی، توزیع آن و مصرف اش مسأله ای بسیار حیاتی است. این امر در میان سایر مشکلاتی که کشور ها با آن دست به گریبانند دارای حق تقدم بالاست. در کشور های پیشرفته موضوع انرژی در صدر مسایل قرار دارد. از طرفی مبحث آب و هوا و محیط زیست نیز به آن ها افزوده می شود. کاهش هزینه ها از طریق بهره وری انرژی در سیستم هوشمند سازی ساختمان نیز به همین دلیل حائز اهمیت است.

دستیابی به بهره وری انرژی بدون فدا کردن آسایش و افزایش هزینه های انرژی. و مقررات دولتی تنها دلایلی نیستند که باعث تجدید نظر مردم در مصرف انرژی شده است. افزایش آگاهی در مورد تغییرات اقلیمی و کاهش منابع. عوامل دیگری هستند که نیاز به بهره وری انرژی در زندگی امروز بیش از پیش اهمیت یابد. ساختمان ها تقریبا ۴۰ درصد از سهم مصرف انرژی جهان را تشکیل می دهند. مثال این اماکن ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری می شوند. و همچنین هتل ها، مراکز خرید و ساختمان های صنعتی است. سیستم هوشمند سازی ساختمان امکان دستیابی به این بهره وری انرژی را فراهم می آورد.

تجهیزات یک خانه دارای سیستم هوشمند سازی ساختمانرا در ذیل به صورت خلاصه بیان می کنیم.

قابلیت کنترل سیستم روشنایی

سیستم روشنایی در این ساختمان ها می تواند به صورت مجزا برای هر ناحیه مانیتور و کنترل شود.

کنترل روشنایی بر اساس سناریو: سناریوهای مختلف مثل ورود و خروج، میهمان ها، خواب و… را می توان تعریف کرد. برای مثال در سناریوی خواب کاربر می تواند بدون این که به تمام ساختمان سرکشی کند. از خاموشی سیستم روشنایی ساختمان اطمینان حاصل کند.

کنترل روشنایی بر اساس حسگر: سیستم هوشمند سازی قادر است در زمان های خالی از سکنه روشنایی را قطع کند. در زمان حضور افراد حسگر به صورت خودکار فعال می شود.

تنظیم میزان روشنایی : در صدر چراغ های روشنایی می تواند بر اساس میزان نور طبیعی محیط کنترل شود. این تکنولوژی می تواند تاثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.

تنظیم شدت نور (Dimmer): مزیت دیگر سیستم هوشمند سازی ساختمان توانایی Dimmer است. اینکه سیستم می تواند در صورت نیاز از ۰ تا ۱۰۰ درصد برای روشنایی خروجی تعریف کند. این حالت علاوه بر زیبایی محیط در بهره وری انرژی نیز مثمر ثمر است.

سیستم پیشرفته نور پردازی: چراغ های دکوراتیو، نماکاری های،نور مخفی ها، RGB و تکنولوژی های نظیر آن در این قابلیت جای دارند.

سیستم پرده، درب و …

سیستم هوشمند سازی ساختمان می تواند با استفاده از کلیدهای هوشمند عمل کند. به علاوه صفحه نمایش ها نیز در سناریوهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. عواملی همچون تمایز شدت نور یا شدت گرما و سرمای محیط می توانند مهم باشند. در این حالت نیز مصرف انرژی به شدت کاسته می شود. در واقع در این سیستم، درب ها با برنامه می توانند مانیتور و کنترل شوند. پرده های می توانند با توجه به برنامه ریزی قبلی کنترل شوند. این سیستم حتی این امکان را دارد در صورت بالا بودن نور پرده هارا کنار بزند. در این حالت هم سیستم گرمایشی و هم روشنایی نیز کنترل خواهند شد. چرا که وجود نور می تواند روی این دو پارامتر تأثیر مستقیم بگذارد.

سرمایش و گرمایش هوشمند

در سیستم هوشمند سازی ساختمان دمای پیش فرض توسط کاربرد تعیین می شود. سیستم شروع به کار می کند و زمانی که دما به حد مطلوب رسید فرمان توقف صادر می شود. برنامه لازم نیز از قبل تعیین شده است. درست است که ترموستات های سنتی نیز این امکان را دارند. اما مزیت سیستم هوشمند سازی ساختمان تلفیق و ارتباط دهی پارامتر های مختلف است. فرض کنید درب اتاق باز است، در این حالت سیستم گرمایش از کار افتاده و ابتدا درب بسته می شود. این قابلیت نیز همان گونه که مشخص است در بهره وری انرژی اثر می گذارد.

هوشمند سازی ساختمان

هوشمند سازی ساختمان

سیستم امنیتی

برقراری ایمنی در ساختمان از مهم ترین دغدغه هاست. در سیستم هوشمند سازی ساختمان علاوه بر سیستم های پسیو مثل آلارم، سنسورها و … سیستم های اکتیو نیز حضور دارند. امکاناتی که یک خانه هوشمند می تواند در اختیار کاربر قرار دهد عبارتند از:

قابلیت فعال سازی سیستم بر اساس سناریو های خاص

آلارم های فعال در صورت حضور شخصی غیر مجاز و ارسال SMS به صاحب خانه

شبیه سازی حضور

اطفای حریق

امکان مشاهده دوربین مدار بسته از طریق گوشی تلفن همراه حتی زمانی که در منزل نیستند

و…

اعلام و اطفای حریق

برای تشخیص حریق از علائم سه گانه آن استفاده می شود. این علائم عبارتند از : دود، حرارت و شعله.

سیستم های هوشمند سازی ساختمان اطفای حریق، در دو حالت موجود هستند:

نوع آنالوگ

نوع آدرس پذیر (Addressable).

فضای سبز

در سیستم هوشمند سازی ساختمان حتی آبیاری باغچه ها و فضای سبز نیز به عهده سیستم است. این سیستم می تواند برای نگهداری از انواع گیاهان برنامه ریزی شود.

استخر و جکوزی

راه اندازی استخر و جکوزی یک ساختمان که مدتی خالی بوده است بسیار وقت گیر است. با استفاده از سیستم هوشمند سازی تنها با استفاده از گوشی تلفن همراهتان می توانید استخر را قبل از ورودتان آماده کنید!! سرمایش و گرمایش و تصفیه و تهویه و همه چیز در این سیستم اتوماتیک است. به علاوه می تواند موارد ذیل را هم کنترل کند:

کنترل دمای آب استخر

کنترل حجم آب

کنترل PH آب

و …

لوازم صوتی و تصویری

در این سیستم دیگر حتی ریموت هم لازم نیست. صفحه نمایش های لمسی و تبلت ها می توانند تمامی سیستم را کنترل نمایند.

پارکینگ های هوشمند

اطلاع از وضعیت پارکینگ

کنترل پارکینگ

بهترین جای پارک و هدایت به آن

راهنمای پیدا کردن خودرو

امنیت

نزدیک ترین محل پارک و ورود وخروج

نکاتی قابل توجه در مورد سیستم امنیتی ساختمان های هوشمند

در مورد اجزای سیستم هموشمندسازی ساختمان بحث کردیم. هر کدام از اجزا و زیرمجموعه های آن ها تشریح شد. در پایان بهتر است نگاهی دقیق تر و جامع تر به سیستم امنیتی این تکنولوژی بیاندازیم. چرا که امنیت احتمالا در دنیای امروز جزء مهم ترین دغدغه های بشر است. در شرایط کنونی که تعداد و انواع جرایم هر روز بیشتر می شود. آشنایی با تکنولوژی امنیتی چنین سیستم پیچیده ای خالی از لطف نیست.

هوشمند سازی ساختمان

هوشمند سازی ساختمان

نکته قابل توجه کنترل این سیستم است. تکنولوژی بسیار پیچیده و پیشرفته ای که جای بحث دارد. در این سیستم هوشمند سازی، اطلاعات امنیتی می تواند از طریق اینترنت انتقال یابد. در واقع حتی اگر شما منزل هم نباشید، میتوانید دوربین های مدار بسته را چک کنید. تصاویر زنده دریافتی توسط دوربین های مداربسته را می توان از طریق گوشی های اسمارت تماشا کرد. با توجه به این اطلاعات حتی می توان آلارم ها را به صدا درآورد. و یا اینکه از ورود عوامل غیر مجاز با خبر شد و جلوی آن ها را گرفت.

سخن پایانی

در این مقاله دانستنی هایی را در رابطه با سیستم هوشمند سازی ساختمان ها بیان کردیم. سیستم مدیریت ساختمان یا هوشمندسازی را تعریف کردیم. و درباره اجزای سازنده آن اطلاعاتی را بیان کردیم. اجزای سازنده این سیستم عبارتند از:

حسگر ها یا سنسور ها

کنترلر ها

و عملگر ها

در واقع حسگر ها اطلاعات را دریافت می کنند. کنترل کننده ها اطلاعات را پایش می نمایند. دستورات لازم را صادر می کنند. در نهایت عملگر ها وارد کار می شوند. در اصل فرامین صادره از کنترلر توسط حسگر ها اجرا می شود.