عملکرد ساختمان‌ های هوشمند

ساختمان هوشمند، مزایا و امکانات هوشمندسازی ساختمان

هوشمندسازی در واقع تسهیل روند زندگی روزمره و انجام راحت‌تر کارها است که به واسطه نصب و استفاده از سیستم‌هایی انجام می‌شود که از راه دور قابل کنترل هستند و هر یک ماموریتی خاص خود را دارند. ساختمان هوشمند، خانه هوشمند، مدارس هوشمند، ساختمان اداری هوشمند، بیمارستان هوشمند، پارکینگ هوشمند و … . احتمالا تا به حال با این اسامی برخورد کرده‌اید. در این مقاله از نمایندگی اشنایدر انیپکو؛ سعی بر این است تا با واژه ساختمان هوشمند آشنا شویم.

ساختمان هوشمند چیست؟

شبکه‌ای کامپیوتری از دستگاه‌های الکترونیکی که برای نظارت و کنترل سیستم‌های یک ساختمان طراحی شده‌اند. یک مجموعه از سیستم سخت افزاری و نرم افزاری است که سیستم گرمایش سرمایش و تهویه مطبوع (HVAC)، روشنایی، امنیت و سایر سیستم‌ها را برای ارتباط بر روی یک پلت فرم متصل می‌کند. ساختمان‌های هوشمند اغلب از Power over Ethernet (PoE) برای تامین انرژی و اتصال دستگاه‌ها و حسگرهای IoT استفاده می‌کنند. به این ترتیب سیستم هوشمندسازی اطلاعات مهمی در مورد عملکرد عملیات یک ساختمان و همچنین افزایش ایمنی و راحتی ساکنین به شما ارائه می‌دهد.

ساختمان هوشمند چگونه کار می‌کند؟

یک ساختمان هوشمند از هوشمندی خود برای جمع‌آوری داده‌های کاربردی از دستگاه‌های کاربر، سنسورها، سیستم‌ها و سرویس‌های موجود در محل استفاده می‌کند. استفاده از این داده‌ها با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (AI/ML) باعث می‌شود که ساختمان هم قابل برنامه ریزی باشد و هم به نیازهای کاربران و مدیر ساختمان پاسخگو باشد. هوشمندی شبکه نیز به امنیت شبکه کمک می‌کند. به عنوان مثال، شبکه می‌تواند دستگاه‌ها را شناسایی و بخش بندی کند و رفتار آنها را یاد بگیرد تا تشخیص ناهنجاری‌ها و نفوذها را بهبود بخشد.

همچنین سیستم‌های هوشمندسازی ساختمان بر پایه‌ی بهره وری مدیریت انرژی ساختمان هستند که سیستم‌های HVAC، روشنایی، امنیت و حفاظت ساختمان شما را به هم متصل می‌کنند تا بتوانند بر روی یک پلتفرم ارتباط برقرار کرده و اطلاعات مورد نیاز خود را ارائه دهند و به شما این امکان را می‌دهد تا تصمیمات هوشمندانه‌تری بگیرید و در عین حال راحتی، ایمنی و بهره وری سایر ساکنین را افزایش دهید.

نقش PoE در یک ساختمان هوشمند چیست؟

همانطور که PoE از 15 وات به 90 وات در کابل های اترنت تکامل یافته است، تعداد و انواع دستگاه‌هایی که می‌توانند توسط PoE تغذیه و متصل شوند، به طور چشمگیری افزایش یافته است. استفاده از PoE برای برق رسانی به دستگاه‌ها نیز انعطاف پذیری بیشتری در موقعیت مکانی و هزینه کمتری برای استقرار و راه اندازی آنها نسبت به استفاده از برق AC ارائه می‌دهد. در یک ساختمان هوشمند، PoE می‌تواند دستگاه‌هایی مانند سنسورهای هوشمند، روشنایی، سیستم‌های HVAC، آسانسورها و اعلام حریق، و همچنین لپ‌تاپ‌های USB-C، تلویزیون و مانیتورهای کامپیوتر، پرده‌ها، یخچال‌ها و تهویه‌کننده‌های اتاق را تامین کند.

اجزای اصلی در هوشمندسازی ساختمان

سیستم‌های هوشمند ساختمان را می‌توان در حین ساخت اولیه یا از طریق فرآیند مقاوم سازی برای یک سازه موجود پیاده سازی کرد. در کل از پنج جزء برای هوشمند سازی یک ساختمان استفاده می‌شود.

حسگرها:

این دستگاه‌ها دما، رطوبت، تعداد افراد در یک اتاق، سطح روشنایی و مقادیر دیگر را ردیابی می‌کنند. سنسورها این اطلاعات را به کنترل کننده‌های متمرکز منتقل می‌کنند.

کنترل کننده:

این جزء به عنوان “مغز” سیستم هوشمند عمل می‌کند. داده‌ها را از حسگرها جمع‌آوری کرده و سپس دستوراتی را به واحدهای HVAC، سیستم‌های روشنایی، هشدارهای امنیتی و سایر بخش‌های متصل ارسال می‌کند.

دستگاه‌های خروجی:

هنگامی که کنترل‌گر فرمانی را ارسال می‌کند، عملگر‌ها و رله‌ها برای پیروی از الزامات وارد عمل می‌شوند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند گرمایش را در قسمت خاصی از ساختمان کاهش یا افزایش دهند، چراغ‌های کم نور در دفاتر بدون استفاده را کاهش دهند، یا قبل از آمدن افراد به محل کار، تهویه مطبوع را روشن کنند.

• پروتکل‌های ارتباطی:

سیستم خانه هوشمند از زبان خاصی استفاده می کند که توسط اجزای منفرد سیستم قابل درک است که به آن پروتکل ارتباطی می‌گویند. BACnet ،Modbus ،KNX ،SBU ، Zigbee و Z-wave از رایج ترین پروتکل‌های مورد استفاده هستند.

رابط ترمینال:

کاربران می‌توانند از طریق این رابط با سیستم هوشمند تعامل داشته باشند. اطلاعاتی را ارائه می‌دهد تا کاربران بتوانند وضعیت ساختمان را کنترل کنند یا تنظیمات را به صورت دستی لغو کنند.

مزایای هوشمند سازی ساختمان

• تجزیه و تحلیل عملی داده‌ها
• پتانسیل بالای ذخیره انرژی و هزینه
• افزایش امنیت خانه و ساختمان
• زندگی لذت بخش تر
• صرفه‌جویی در زمان و افزایش بهره‌وری
• بهبود عملکرد دستگاه‌ها و تجهیزات
• جلوگیری از بروز خطر
• کنترل ساختمان از راه دور
• اجرای سناریوهای مختلف و خودکار

انواع ساختمان های هوشمند

خانه هوشمند:

خانه هوشمند برای راحتی و آسایش ساکنین آن طراحی شده است و روش‌های گوناگونی برای مدیریت منابع و انرژی ارائه می‌دهد.

بیمارستان هوشمند:

یک قدم فراتر از بیمارستان هوشمند، بیمارستانی دیجیتال است که در آن فرایندهای کاغذی حذف می‌شود، بیمارستانی است که می‌تواند داده‌ها را جمع‌آوری کرده و تحلیل کند.

رستوران هوشمند

فرآیندها در یک رستوران هوشمند به منظور بهبود خدمت رسانی به مشتریان و کاهش هزینه ها هوشمند می‌شوند. هوشمند سازی رستوران هم شرایط کارکنان آن را بهتر می‌کند، هم با صرفه جویی در هزینه و انرژی به مدیران کمک می کند و هم آسایش بیش تر مشتریان را فراهم می‌کند.

ویلای هوشمند

صاحبان ویلا معمولاً تنها مواقعی از سال را در آنجا سپری می‌کنند. بنابراین ویلای هوشمند می‌تواند راهکاری مناسب برای کنترل از راه دور و تأمین امنیت ملک آن‌ها باشد.

هتل هوشمند

در یک هتل هوشمند فرآیندهای مختلف از رزرو اتاق گرفته تا باز کردن درب و سفارش غذا، از طریق اپلیکیشن موبایل قابل انجام است. در این هتل علاوه بر مهمانان، صاحبان و کارکنان هتل هم احساس آرامش دارند.

دفتر کار هوشمند:

بخش زیادی از زندگی ما در محیط کار می‌گذرد. هدف دفتر کار هوشمند این است که با ایجاد یک فضای مناسب و با استفاده از تکنولوژی، بهره‌وری کارمندان را بالا برده و در عین حال مصرف انرژی را کنترل کند.

امکانات و قابلیت‌های ساختمان هوشمند

ساختمان هوشمند به شما و خانواده‌تان راحتی، آسایش و آرامش ذهن را هدیه می‌کند. تصور کنید وقتی درب را با اثر انگشت یا رمز ورود باز می‌کنید، خانه با روشن شدن خودکار چراغ‌های راهروی ورودی و پذیرایی به شما خوشامد می گوید، پرده‌ها کنار می‌رود، سیستم تهویه روشن شده و روی دمای مطلوب شما تنظیم می‌شود و همزمان موسیقی مورد علاقه‌ی شما در سراسر خانه پخش می‌گردد. این یعنی هوشمند سازی!

به لطف اینترنت اشیا (IoT) و ارتباط دستگاه‌ها با یکدیگر، مزایای ساختمان هوشمند شما را شگفت‌زده خواهند کرد.

تفاوت ساختمان هوشمند و BMS چیست؟

تکنولوژی هوشمند به شما امکان کنترل ساختمان را می‌دهد. ولی منظور از ساختمان هوشمند، صرفاً یک سیستم فرماندهی و کنترل پیشرفته نیست. این دقیقاً کاری است که سیستم مدیریت ساختمان BMS انجام می‌دهد. برای این که کاملاً مشخص شود که منظور ما از ساختمان هوشمند چیست، این موضوع را با یک مثال بررسی می‌کنیم.

• بی ام اس را می‌توان به گونه‌ای برنامه‌ریزی کرد که در ساعات مشخصی از روز و بر اساس شرایط دمای محیط، سیستم تهویه و کنترل دمای ساختمان را خاموش یا روشن کند.
• ساختمان هوشمند به شما اطلاعات بیشتری راجع به نحوه عملکرد و کنترل سیستم تهویه می‌دهد. به عنوان مثال این سیستم می‌تواند میزان گاز کربن‌دی‌اکسید را در طول روز اندازه‌گیری کند و بر اساس آن به صورت لحظه‌ای به BMS فرمان بدهد که سیستم تهویه را روشن کند. هوشمند سازی ساختمان شامل پلتفرم‌های عظیمی برای ذخیره اطلاعات هستند و به شما کمک می‌کنند که برای مدیریت ساختمان، استراتژی مناسبی داشته باشید.

در حوزۀ هوشمند سازی 4 مفهوم هستند که با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند. در زیر این 4 عبارت را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.

    سیستم هوشمند مدیریت ساختمان یا IBMS

    اضافه شدن هوش به سیستم‌های BMS و BAS سنتی، آن‌ها را به سطح جدیدی از پیچیدگی و پیشرفت می‎رساند. به طوری که اگر BMS می‌تواند سیستم گرمایش را در ساعت مشخصی روشن کند، IBMS می‌تواند از منطق پیچیده‌تری برای کنترل گرمایش استفاده کند. مثلاً IBMS می‌تواند بر اساس تمایلات یک شخص، با ورود او به اتاق دمای هوا و نور را تنظیم کند.

    سیستم اتوماسیون ساختمان یا BAS

    BAS و بی ام اس، هر دو به یک مفهوم مشترک اشاره می‌کنند: کنترل و مدیریت خودکار ساختمان.

    سیستم مدیریت ساختمان یا BMS

    این سیستم لزوماً هوشمند نیست و صرفاً عملیات مرتبط با ساختمان را خودکار می‌کند. سیستم مدیریت ساختمان یا BMS سیستمی است که برای کنترل و خودکارسازی عملیات مربوط به مدیریت ساختمان استفاده می‌شود.

    ساختمان هوشمند یا Smart Building

    ساختمان هوشمند به منظور ایجاد زندگی راحت برای ساکنین و مدیران ساختمان طراحی می‌شود و می‌توان اهداف آن را کاملاً همگرا با سیستم IBMS دانست.