نوشته‌ها

شهر هوشمند آینده زندگی بر روی کره خاکی

پیش‌تر فقط در فیلم‌ها و سریال‌های علمی‌تخیلی، ابزارها و ساختمان هوشمند می‌دیدیم که صاحب خانه به‌راحتی و با فشردن یک دکمه، بسیاری از کارها را به صورت خودکار انجام می‌داد. خبر بسیار خوب اینکه، امروز واژه‌ی هوشمند و خانه هوشمند از دنیای تخیلی فیلم‌ها به جهان واقعی آمده و خبر شگفت‌انگیزتر اینکه، هم‌اکنون این فناوری جدید در ایران نیز برای ساختمان‌ها و مجتمع‌های تجاری و مسکونی گوناگون به‎راحتی قابل دسترسی و اجراست و با برنامه‌ها و اقدامات شرکت‌های پیشتاز در فناوری اطلاعات و ارتباطات، همچون خانه هوشمند فناوران انرژی سبز ، به‌زودی همانند سایر فناوری‌ها فراگیر خواهد شد. در حال حاضر، یکی از شاخه‌های اصلی خدمات تجاری شرکت خانه هوشمند فناوران انرژی سبز ، ارائه‌ی راهکارهای یکپارچه‌سازی سیستم‌های اطلاعاتی و ارتباطی ابرساختمان‌ها و مجتمع‌های عظیم است که پیاده‌سازی سیستم BMS، یکی از بخش‌های آن به شمار می‌رود. با پیاده‌سازی BMS در ساختمان‌ها و مجتمع‌های بزرگ تجاری، اداری، مسکونی، صنعتی، فرودگاهی، ریلی و … بنا بر نیازها و محدودیت‌های ویژه‌ی هریک می‌توان به همه‌ی اهداف ایمنی، امنیتی، رفاهی، بهره‌وری و صرفه‌جویی به طور هم‌زمان دست یافت و با هوشمندسازی ساختمان و سازه‌های عظیم، چند گام به سوی تحقق آرمان « شهر هوشمند » پیش رفت.

شهر هوشمند شهری ۲۴ ساعته است که امور شهری در تمام شبانه‌روز به صورت هوشمند در آن جریان دارد و خانه هایی هوشمند دارد. شهروندان می‌توانند از طریق اینترنت، در هر زمان و هر مکان به اطلاعات و خدمات آموزشی، تفریحی، تجاری، اداری، بهداشتی و… موردنیاز خود دسترسی پیدا کنند.

وقتی اکثر کارهای روزمره را بتوان از طریق اینترنت و در منزل و چه بسا در یک ساختمان هوشمند  انجام داد زندگی بسیار راحت‌تر خواهد شد. از آنجا که رفت‌وآمدهای شهری در شهر الکترونیک به حداقل می‌رسد، تاثیرات مخرب وسایل نقلیه بر محیطزیست نیز کاهش می‌یابد و محیطی زیبا‌تر و طبیعی‌تر برای زندگی شهروندان به وجود خواهد آمد.

درحال حاضر شهر‌های توکیو، لندن، نیویورک، زوریخ، پاریس، ژنو، باسل، اوزاکا، سئول، اسلو، فیلادلفیا، لس آنجلس، دالاس، کپنهاگ پیشرو شهر هوشمند هستند.

ساختمان هوشمند چیست و چگونه می تواند باعث سود شما شود؟

پیش از این و در خانه هوشمند چیست؟ در رابطه با خانه هوشمند و ساختمان هوشمند و همچنین کارایی هوشمندسازی ساختمان توضیحاتی ارائه شد. در این مقاله قصد داریم تا همین پرسش را برای ساختمان هوشمند ارائه کنیم. پس با ما باشید.

در سال ۱۹۸۸، معماری به نام «Atkins» پاسخی برای پرسش ” ساختمان هوشمند چیست ” ارائه کرد. او گفت: خانه هوشمند ساختمانی است که از وقایع درون و برون آن مطلع است و می تواند در مواجهه با این وقایع موثرترین و بهترین تصمیمات را اتخاذ کند.

مدیریت هوشمند

یکی از جنبه هایی که باید برای پاسخ به پرسش ” ساختمان هوشمند چیست ” آشنایی با مدیریت هوشمند در یک خانه هوشمند است. مدیریت هوشمند BMS به مجموعه سخت افزارها و نرم افزارهایی اطلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه ی قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان هوشمند نصب می شوند. وظیفه این مجموعه، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرامین به آن ها به نحوی است که عملکرد اجزای مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و در شرایط بهینه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصیص منابع انرژی فقط به فضاهای در حین بهره برداری باشد.

مدیریت هوشمند ساختمان می تواند در بر گیرنده تمام سرویس های الکتریکی، مکانیکی و حفاظتی ساختمان باشد. این سرویس ها شامل گرمایش، سرمایش، تهویه مطبوع، آسانسور، نیروگاه برق اضطراری، پله برقی، کنترل روشنایی، دوربین مدار بسته، اعلام و اطفای حریق، کنترل تردد و … هستند.

استراتژی های مناسب سیستم مدیریت هوشمند ساختمان در کاهش مصرف انرژی

عمده روش های به کار گرفته شده توسط طراحان مدیریت هوشمند ساختمان عبارتند از:

  • خاموش و روشن کردن تجهیزات براساس جداول زمان بندی کار کرد
  • بهره برداری از تجهیزات در صورت نیاز و ضرورت
  • بهره برداری از مینیمم ظرفیت مجاز در بهره برداری از تجهیزات
  • محدود کردن تقاضای که موجب قطع برق تجهیزات در صورت بارگذاری بیش از حدود تعیین شده، خواهد شد.
  • مانیتورینگ وضعیت تجهیزات توسط اپراتورهای آموزش دیده و بهره بردای از داده ها در رفع مشکلات تجهیزات و بررسی عملکرد موثر آن ها

قابلیت های ساختمان هوشمند

یکی دیگر از جنبه هایی که باید برای پاسخ به پرسش ” ساختمان هوشمند چیست ” بدانیم  آشنایی قابلیت های ساختمان هوشمند است. با توجه به اینکه نیازهای ساختمان های با کاربردهای گوناگون با هم متفاوت می باشد، لذا سامانه های هوشمندسازی ساختمان که بر مبنای برقراری ارتباط مابین تجهیزات مختلف عمل می نمایند، قابلیت ها و کارکردهای مختلفی را پشتیبانی می نمایند تا با بهره گیری از آن ها بتوان متناسب با نیازهای هر ساختمان، نسبت به ارائه ی سامانه موردنیاز آن اقدام نمود. با توجه به اینکه به طور معمول انسان ها علاقمند به زندگی در محیط های بدون حصار و ایمن می باشند، لذا سامانه های هوشمندسازی ساختمان در هر زمان و مکان خود را جهت انطباق با این نیاز ها تنظیم می نمایند. از جمله مهم ترین قابلیت های یک ساختمان هوشمند BMS می توان به مواردی از جمله کنترل عملکرد سامانه های تهویه مطبوع، سامانه های تاسیسات حرارتی و برودتی، کنترل نور، پرده ها و سایبان ها، مدیریت مصرف انرژی به خصوص انرژی الکتریکی، کنترل و گزارش دهی در خصوص کلیه عملیات ارتباطی و اجرایی در ساختمان، سامانه های امنیتی و کنترل تردد، سامانه های حفاظتی از جمله سامانه های اعلان و اطفای حریق، سامانه های اعلان سرقت، سامانه های کنترل ویدیویی و مداربسته و … اشاره نمود.

بررسی ساختمان هوشمند با هدف بهینه سازی مصرف انرژی ۱۳

پیش تر و در مقاله ای به بحث در مورد “سودآوری خانه هوشمند برای مشتریان” پرداختیم. در این جا قصد داریم تا در مورد مدیریت انرژی با ساختمان هوشمند کمی با شما صحبت کنیم.

آیا با مدیریت انرژی در ساختمان هوشمند باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شویم؟

با افزایش روزافزون هزینه ها و همین طور مقدار انرژی مصرفی در ساختمان ها باید راه چاره ای جست. به طور قطع با صرفه جویی و مدیریت مناسب انرژی می توان تا اندازه زیادی این مشکل را بر طرف ساخت. یکی از این راهکارهای صرفه جویی استفاده از مدیریت انرژی با ساختمان هوشمند است. بطوریکه صرفه جویی های ناشی از بکارگیری این سیستمها در مدت زمان کوتاهی موجب جبران هزینه های مربوطه می شود. سیستمهای کنترل هوشمند در یک خانه هوشمند دارای انعطاف بالایی خواهند بود که میتوان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. همچنین در هنگام بهره برداری براحتی میتوان عملیات تغییر و بهینه سازی برای راهبری بهتر و کاهش هزینه های انرژی و کاهش هزینه های تعمیراتی را انجام داد. یک ساختمان هوشمند BMS بنا به تعریف انستیتو ساختمان های هوشمند بنایی است که با استفاده بهینه از چند عنصر پایه : سازه و سیستم و خدمات و مدیریت و روابط درونی آنها ، محیطی مناسب و دارای صرفه اقتصادی ایجاد نماید. در ساختمان هوشمند بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و بصورت غیر ارادی انجام می دهند توسط هوشمند سازی ساختمان BMS انجام می گردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینهء نیروی انسانی می کرد . با بکارگیری انواع و اقسام سنسورهای حسی در داخل و خارج ساختمان و با بکارگیری یک شبکه و سیستم واحد میتوان بصورت دائمی و بلادرنگ اطلاعات دما فشار رطوبت دبی هوا میزان اکسیژن و دی اکسید کربن را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده آل استفاده کرد. در یک ساختمان هوشمند با امکانات نرم افزاری بوجود آمده میتوان نمودارهای مختلفی را بر حسب زمان دراختیار داشت و از آنها در جهت بهبود کیفی شرایط زیستی و حداکثر استفاده از هوای طبیعی را برای ساکنین بوجود آورد. در زمان کار کرد سیستم هوشمند سازی ساختمان ساکنان در جهت صرفه جویی مصرف انرژی حق باز کردن پنجره ها را نخواهند داشت و در ساختمانهای اداری قبل از اتمام ساعت کار این سیستم بصورت اتوماتیک و متناوب شروع به خاموش کردن سیستمهای تهویه مطبوع می کند . در یک خانه هوشمند با امکانات بوجود آمده می توان در هر زمان میزان مصرف انرژی بر پایه مصرف انرژی سوخت و برق را بدست آورد و از آن در جهت کاهش مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان ( مبحث نوزدهم – مقررات ملی ساختمان ) بهره برد.

قسمت قبل

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۱۰)

۲۸- نحوه نظارت بر ساختان ها و محیط زیست با اجرای سیستم حسگرهای بی سیم

با توجه به اینکه شاهد مصرف انرژی برق تا حدود ۷۰ درصد در بخش ساختمان ها در اتحادیه اروپا هستیم و مصرفی در حدود ۴۰ درصد انرژی برق در ایالات متحده امریکا ، که این کشور به تنهایی مسئول تولید حدود ۴۵ درصد از حجم گازهای گلخانه ای تولید شده در جهان می باشد. این آمار و ارقام زنگ خطری را به صدا در می آورد که در فرایند جریان تولید و مصرف انرژی باید نهایت دقت و مدیریت شایسته هم از سوی تولید کنندگان و مصرف کنندگان اعمال شود تا هیچ جامعه ای دچار بحران انرژی در عصر حاضر نگردد.

که این امر در بخش ساختمان و مصرف کنندگان می تواند با پیروی و استفاده از الگوی معماری نوین همراه با پیاده سازی و اجرای سیستم مدیریت هوشمند سازی ساختمان (BMS) با استفاده از پروتکل های ارتباطی مختلف صورت گیرد که یکی از این پروتکلها می تواند پروتکل ارتباطی ZigBee مبتنی بر حسگرهای بیسیم باشد که در صورت اجرای این سیستم می تواند نقش بزرگی در کاهش و کنترل آلودگی محیط زیست ، گازهای گلخانه ای و همچنین مصرف بهینه و کنترل شده سوختهای تجدید ناپذیر ، فسیلی و بخش انرژی شود.

۲۹- نحوه کنترل و دسترسی به امکانات خانه هوشمند

و از طریق پنل مرکزی با صفحه کنترل

و به صورت کنترل از راه دور ، پیامک ، اینترنت و تلفن گویا

سناریو ( بوسیله انجام دستورات با فشار دادن یک کلید) و به صورت خودکار و مدیریت هوشمند و اولویت بندی شده با برنامه ریزی از پیش تعیین شده و کنترل بوسیله سیگنالهای الکتریکی و مغناطیسی و امواج رادیویی RF [۸و.

۳۰- استراتژی و روش های سیستم مدیریت هوشمند سازی ساختمان در بهینه سازی مصرف انرژی

۱) بکار گیری حالت مینیم ظرفیت مجاز در استفاده از تجهیزات هوشمند سازی (مانند پروتکل ZigBee ) ۲) راه اندازی و خاموش و روشن کردن تجهیزات بر اساس مدیریت هوشمند و جداول زمانی اولویت بندی شده جهت کارکرد دستگاهها ۳) Look Out یا استفاده از تجهیزات در هنگام نیاز و ضرورت ۴) محدود کردن تقاضای برق با حالت Demand Limiting که باعث قطع برق در هنگام مصرف بیش از حد و مجاز می شود ۵) نمایش مانیتورینگ قسمتها و نقاط مختلف به کاربر جهت رفع مشکلات احتمالی تجهیزات و بررسی عملکرد صحیح آنها که این امر موجب کاهش هزینه ها و انرژی می شود.

خانه هوشمند Zigbee ارتباط بی سیم کنترل از راه دور ایمنی و آسایش (۸)

چالشها و نگرانی های ناشی از اجرای تجهیزات و سطوح سخت افزاری در سیستم هوشمند سازی ، حساسیت می تواند یکی از موارد نگران کننده در بخش تجهیزات سیستم هوشمند سازی ساختمان و حسگرهای بی سیم باشد. بویژه در بخش سیستم های حفاظتی ، ایمنی و تردد مانند نحوه تنظیم صحیح میزان حساسیت سیستم ها با توجه به انتخاب حسگرهای مناسب از لحاظ نحوه عملکرد ، عمر مفید و کاهش هزینه ها.

۲٫تداخل و تصادم سیگنالهای مختلف در یک محدوده فرکانسی خاص، به کارگیری جند وسیله از تجهیزات هوشمند سازی به صورت همزمان از نوع بی سیم می تواند سبب تداخل سیگنالهای ارسالی از سوی دو وسیله فرستنده شود، و از سوی دیگر به کار بردن چند وسیله در یک محدوده فرکانسی خاص می تواند نتایجی همچون اشغال پهنای باند را موجب شود و استفاده از پروتکل های مختلف در این رابطه باعث افزایش حجم گسترده ای از اطلاعات در یک بخش خاص می شود.

۳. پهنای باند استفاده هم زمان از چند وسیله از سیستم هوشمند به صورت بی سیم باعث کاهش پهنای باند و کاهش اطلاعات در دسترس شبکه هوشمند سازی خواهد شد. و شیوه های مختلف جهت بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی نیز می توانند در کاهش پهنای باند موثر باشند. برای حل این چالش استفاده از الگوریتم های فشرده سازی بهینه برای ارسال اطلاعات در شبکه های هوشمند سازی استفاده خواهد شد.

۴٫چالش ها و نگرانی های ناشی از لایه فیزیکی: کاهش قدرت ارسال و انتقال اطلاعات و کوچک بودن اندازه

آنتن های موجود بر روی تجهیزات هوشمند سازی و آنتن های قرار گرفته بر روی ماژول های فرستنده و گیرنده این سیستم ها موجب کم شدن نسبت مقدار سیگنال های الکتریکی و امواج رادیویی RF نسبت به نویز (SNR) و موجب افزایش نرخ بیت خطا و اشتباه و کم شدن وسعت منطقه تحت پوشش به صورت مفید و ایمن می شود. کاهش خطاهای فیزیکی و خطای ناشی از اپراتورها می تواند در افزایش میزان قابلیت اطمینان تأثیر مهمی داشته باشد [۱۴ و ۲۶ و ۲۵ و ۳۰] که یکی دیگر از موارد چالش های پیش رو در صنعت هوشمند سازی ساختمان ، تامین انرژی در محیط های داخلی و خارجی ساختمان ، که برای بخش های داخلی ساختمان استفاده از باتریهای قابل شارژ می تواند گزینه خوب و مناسبی قلمداد شود، اما این امر در برخی مواقع می تواند بار مالی سنگینی را برای مجریان خانه هوشمند و ساکنان آن رقم بزند. که برای مقابله با این نقطه ضعف راه کارهای مانند تولید سیستم های با توان مصرفی پایین (CMOS) و ساخت باتریهای با طول عمر بالا و استفاده از سلولهای خورشیدی مطرح شده است۔