سیستم های هوشمند ساختمان و مزایای آن ها
سیستمهای مدیریت ساختمان (Building Management Systems (BMS سیستمهای کنترلی دیجیتالی هستند که برای کنترل اتوماتیک وسایل یک ساختمان(سیستم گرمایش سرمایش و تهویه، روشنایی، ضد سرقت، اعلام حریق، اجاق گاز و …) استفاده می شوند.. از این سیستم‌ها با نام‌های سیستمهای اتوماسیون ساختمان و نیز سیستمهای خانه هوشمند نیز یاد می شود.
سیستمهای مختلفی ممکن است در یک ساختمان وجود داشته باشند که اتوماسیون و هوشمندسازی هرکدام میتواند مزایای فراوانی داشته باشد.
|
سیستم |
وسایلی که کنترل می کند |
وظیفه |
|
گرمایش-سرمایش و تهویه HVAC |
شیرهای موتورخانه، boiler، چیلرها، فن کوئل‌ها، فن هواسازها، دمپرها. |
نگه داشتن دما، فشار و رطوبت ساختمان در حد مطلوب با صرف کمترین هزینه |
|
روشنایی |
لامپ‌ها، پرده‌ها |
فراهم آوردن سیستم روشنایی اتوماتیک و انعطاف پذیر |
|
امنیتی و حفاظتی |
دوربینهای مدار بسته، درها، آسانسورها، پنجره‌ها، ورود و خروج افراد
|
کنترل ورودی‌ها و خروجی‌ها و هشدار در هنگام خطر |
|
صوتی و تصویری |
بلندگوها، نمایشگرها و پخش کننده‌های دیجیتال |
فراهم آوردن یک سیستم صوتی و تصویری هماهنگ در ساختمان
|
|
هشدار خطر حریق |
الارم‌ها و سیستم تلفنی |
با استفاده از سنسورهای دود خطر آتش سوزی را تشخیص دهد و به مسئولان خبر دهد. |
امروزه سیستمهای هوشمند روشنایی و HVAC بسیار فراوان هستند و قسمت اعظم بازار BMS را تشکیل می دهند. هر چند که هوشمند سازی سیستمهای دیگر نیز به سرعت در حال رشد است.
مزایای اصلی اتوماسیون ساختمان (که در اتوماسیون اکثر سیستم‌ها وجود دارند) عبارتند از:
۱٫ صرفه جویی در انرژی و نیروی انسانی : با هوشمند سازی سیستمهای روشنایی و گرمایش سرمایش ساختمان معمولا بین ۳۰ تا ۷۰ درصد در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی می شود. علاوه بر این اتوماسیون دیگر سیستم‌ها نیاز به نیروی انسانی کمتر می شود.
۲٫ صرفه جویی در هزینه تجهیزات و نگه¬داری: با استفاده از سیستمهای اتوماسیون، تجهیزات ساختمان به نحوه درست مصرف می شوند و این باعث افزایش طول عمر آنها و نیاز کمتر به تعمیر است.
۳٫ راحتی و اطمینان خاطر: اتوماسیون ساختمان باعث می شود که افرادی که از آن استفاده می کنند راحتی بیشتری داشته باشند، دما و فشار محیط در حد مناسب و بدون احتیاج به تنظیم دستی در بهترین حالت قرار می گیرد، لامپ اتاقها و راهروها خود به خود روشن و خاموش می شود و احتیاجی به کلید‌ها نیست. علاوه بر این هوشمند سازی سیستمهای کنترلی و هشدار باعث آسایش خاطر است.
۴٫ انعطاف پذیری: هوشمند سازی سیستم‌ها باعث انعطاف پذیری آنها نیز می شود. برای مثال در یک ساختمان هوشمند تغییر کاربری یک قسمت از ساختمان معمولا تنها با تغییر در برنامه ریزی سیستم هوشمند میسر است در صورتی که درساختمانهای سنتی این کار تقریبا همیشه با عوض کردن کامل سیم کشی ساختمان انجام می شود.
علاوه بر مزایای هوشمند سازی تک تک این سیستم‌ها، تجمیع (integration) این سیستم‌ها زیر یک سیستم هوشمند کامل نیز مزایای فراوانی را دارد. برای مثال در هنگام آتش سوزی، سیستم از طریق سیستم هشدار حریق آگاه می شود، سپس سیستم تهویه را خاموش می کند و یا به گونه ا یآن را هدایت می کند که کمترین هوا به ناحیه آتش سوزی برود. در همین زمان سیستم امنیتی را تغییر می دهد تا درهای خروج اضطراری باز شوند و با استفاده از سیستم صوتی خطر آتش سوزی و هشدارهای لازم را به ساکنان ساختمان میدهد. موارد برتری از ایندست که تجمیع سیستمهای ساختمان زیر یک سیستم هوشمند کلی فراهم می کنند، بسیار فراوان است.
نموداری از میزان صرفه جویی در یک نمونه سیستم BMS
اتوماسیون ساختمان در ساختمان‌های مسکونی
پیاده‌سازی سیستمهای هوشمند در ساختمان‌های مسکونی در اروپا و امریکا امروزه بسیار متداول است. یکی از سیستم‌هایی‌‌که خیلی زیاد استفاده می‌شود و بصورت پیش‌فرض بصورت هوشمند کنترل می‌شود سیستم گرمایش ساختمان است. امروزه تقریباً تمامی ساختمان‌ها سیستمهای پیشرفته کنترل احتراق موتورخانه (Combustion Controller) و تنظیم‌کننده‌های دمای اتاق (Room Temperature Regulators) (ترموستات‌ها) استفاده میکنند. این ترموستات‌ها غالباً همراه یک سوئیچ تایمری هستند‌‌که دمای‌اتاق را‌بصورت اتوماتیک در شب کمتر می‌کند. برنامه این سوئیچ‌ها‌ی تایمری استاندارد هستند و با تعداد زیادی از کاربردها همخوانی‌دارند (Compatible) و بلافاصله پس از نصب بدون احتیاج به برنامه‌نویسی و یا Configuration بصورت مناسب عمل میکنند.
کنترل هوشمند نوردهی (لامپ‌ها) نیز از موارد بسیار رایج است. لامپ‌های خارج ساختمان معمولاً به سنسورهای حرکت Motion Sensors متصل می‌شوند که به محض نزدیک شدن افراد خود به‌خود روشن می‌شوند. سنسورهای حرکت، دمای بدن افرادی را که نزدیک می‌شوند را حس میکنند. اگر با سنسورهای روشنایی همراه شوند، سیستم فقط هنگامی لامپ‌ها را روشن می‌کند که هوا به قدر کافی تاریک باشد. یکی دیگر از مواردی که معمولاً به‌صورت هوشمند در سیستم روشنایی تعبیه می‌شود، امکان روشن و خاموش کردن تمامی لامپ‌ها (یا تعداد مشخصی از آنها) با استفاده از یک سوئیچ کنترل مرکزی است. این امکان به خصوص هنگامی مفید است که در شب احساس خطر کنید، اگر بخواهیم چنین سیستمی را با استفاده از روش‌های معمول سیم‌کشی پیاده کنیم، احتیاج به تعداد زیادی سیم‌کشی خواهد بود، ولی در سیستم های هوشمند که لامپ ها همگی با استفاده از یک باس‌مرکزی با هم در ارتباط هستند، چنین کاری به سادگی امکان پذیر است. به‌صورت خلاصه اتوماسیون در ساختمان‌های مسکونی بر سه مورد زیر تمرکز دارد:
۱٫ مقرون به صرفه‌بودن – صرفه‌جویی در مصرف انرژی
۲٫ آسایش و راحتی
۳٫ امنیت
اتوماسیون در ساختمان‌های تجاری
در زمینه اتوماسیون ساختمان، منظور از ساختمان‌های تجاری، ساختمان‌هایی هستند که هدف در آنها کاملاً کارایی است. برای مثال ادارات، مراکز خرید و بیمارستان‌ها، ایستگاه‌های راه‌آهن، فرودگاه‌ها و پارکینگ‌ها. درساختمانهای تجاری مدرن سیستمهای گوناگونی برای‌گرمایش/ سرمایش و تهویه HVAC در نظر گرفته می‌شود. برای تضمین کارکرد روان و اقتصادی این سیستم‌ها، در آنها کنترلرهای پیشرفته‌ای استفاده می‌شود که در بیشتر موارد به یکدیگر و همچنین به‌یک مرکز کنترلی توسط شبکه ها و فیلد باس‌ها (Field bus) متصل می‌شوند. این سیستم‌ها مصرف انرژی را بهینه میکنند و پرسنل نگه‌داری و پشتیبانی سیستم می‌توانند با آسایش و‌کارایی بالا‌تری کار کنند.
مطالعات علمی نشان داده‌اند که کارایی پرسنل و تولید در یک محیط مناسب در بالاترین حد قرار دارد. اگر برای مثال در تابستان دما در اداره بالا باشد به شدت افت می‌کند. این موضوع باعث شده است که استقبال از سیستمهای هوشمند سرمایش / گرمایش و تهویه در ساختمان‌های تجاری جدید بسیار افزایش پیدا کند. همچنین امروز با استفاده از کنترل هوشمند نورها و‌پرده‌ها، راحتی بیشتری در بسیاری از ساختمان‌های تجاری ایجاد می‌شود که باعث افزایش عملکرد و بازدهی کارکنان می‌شود. سیستمهای ساختمان‌های تجاری باید منعطف باشند. اگر شرکتی بخواهد طراحی آفیس را با تبدیل کردن یک اتاق‌کنفرانس بزرگ به چندین آفیس کوچکتر تغییر دهد، طراحی و نصب سیستم هوشمند کنترل باید به گونه‌ای باشد که مانعی در راه این تغییر ایجاد کند و به سادگی اجازه چنین تغییری را بدهد. به صورت کلی اتوماسیون در ساختمان‌های تجاری بر چهار مورد زیر تاکید دارد:
۱٫ مقرون به‌صرفه بودن و صرفه‌جویی در مصرف انرژی
۲٫ ارتباط بین اجزای سیستم توسط فیلد باس‌ها و شبکه‌ها
۳٫ راحتی و آسایش
۴٫ انعطاف پذیری
در ساختمان های تجاری علاوه بر سیستم های HVAC و روشنایی که بسیار مرسوم است، سیستم های امنیتی و کنترل ورود و خروج، IP Telephony، سیستم های اعلام و اطفای حریق و سیستم صوتی تصویری نیز پیاده سازی و تجمیع(integration) می شود. تجمیع این سیستم ها مزایای زیادی دارد.