یک ساختمان هوشمند ساختمانی است که در بر دارنده محیطی پویا و مقرون به صرفه به وسیلهٔ یک پارچه کردن چهار عنصر اصلی یعنی سامانه‌ها، ساختار، سرویس‌ها، مدیریت و رابطه میان ان‌ها است. به عبارت دیگر ساختمان هوشمند ساختمانی است که کلیه اجزای داخی ان به واسطه‌ای یک پارچه و ایجاد منطقی سازگار با محیط در تعامل با یکدیگرند. از سوی دیگر، مدیریت انرژی (EMS) میتواند در حدود ۱۰٪ تا ۳۰٪ کاهش هزینه و قیمت در پی‌داشته باشد.
سامانه‌های EMS و کاربری‌های مختلف
EMSها سامانه‌های کنترلی هستند که با تنظیم عملکرد ساعتی و دوره‌ای تجهیزات از اتلاف انرژی جلوگیری می‌نماید. به این معنا که زمان و محدودهٔ خاموش و روشن شدن دستگاه‌ها را با توجه به داده‌های از پیش تعیین شده‌ای بر اساس یک سامانهٔ یکتا و به کمک ساعت‌های کنترلی تنظیم می‌کند.
کاهش هزینه زندگی
در طراحی سامانه با توجه به اختیاراتی که وجود دارد، ابتدا باید به ارزیابی هزینه‌های جاری پرداخت. در این مورد باید به بازدهی مصرف انرژی و صرفه جویی ان توجه داشت. محل و جهت ساختمان، ثبات دما، تاثیر باد، اب و هوا، روشنایی و تهویهٔ طبیعی اهمیت زیادی دارند. در ساختمان‌هایی که مصرف بالای انرژی دارند باید حتماً یک آنالیز بر روی هزینهٔ دوره‌ای زندگی انجام شود و بر این اساس به طراحی اصولی پرداخت که در واقع تاثیر مستقیم بر هزینه‌ها دارند.
تعمیر ونگهداری ساختمان
یکی از کاربردهای سنسور های استفاده شده در ساختمان های هوشمند را میتوان تعامل این سنسور ها با مدل سازی اطلاعات ساختمان(یا استفاده همزمان باسیستم اسکن لیزری) جهت بررسی وضعیت کنونی ساختمان و تصمیم گیری جهت انجام عملیات تعمیر ونگهداری و برنامه ریزی برای تعمیر ونگهداری پیشگیرانه در ساختمان نام برد.
سیستم مدیریت ساختمان
سیستم مدیریت ساختمان یا بی‌اِم‌اِس (به انگلیسی: Building Management System) که گاهی با عنوان سیستم اتوماسیون ساختمان نیز شناخته می‌شود، یک سامانهٔ مبتنی بر رایانه است که برای کنترل و نظارت بر تجهیزات مکانیکی و الکتریکی داخل ساختمان (مانند تهویه، روشنایی، سیستم قدرت، سامانهٔ آتش‌نشانی و ایمنی) در داخل ساختمان‌ها نصب می‌شود.
سیستم مدیریت ساختمان شامل دو بخش نرم‌افزار و سخت‌افزار است، سخت‌افزارها معمولاً به صورت اختصاصی به وسیله میکروکنترلرها پیاده‌سازی می‌شوند و نرم‌افزارها نیز ممکن است به صورت اختصاصی برای سیستم نوشته شوند، در برخی از سیستمها از نرم‌افزارهای کنترل و مانیتورینگ برای کنترل ونظارت بر عمل کرد بخش‌های مختلف استفاده می‌شود. ارتباط میان سخت‌افزار و نرم‌افزار توسط یکی از پروتکل‌های DeviceNet، SOAP، XML، BACnet، LonWorks و MODBUS و usp و lan و rs232 و... پیدا سازی خواهد شد. اجزای اصلی این سیستم شامل :۱-کنترل کننده مرکزی، ۲- کنترل کننده محلی، ۳- کنترل کننده اینترنتی، ۴- سنسورها میباشد
- سیستم کنترل دما و تهویه هوا
- سیستم کنترل روشنایی هوشمند
- سیستم دوربین مداربسته
- سیستم کنترل تردد
- سیستم اعلام و اتفائ حریق
- سیستم توزیع دیتا
- سیستم خطوط تلفن
- سیستم آنتن مرکزی و توزیع سیگنال
- سیستم تغذیه اضطراری
- سیستم روشنایی اضطراری
- سیستم عکس العمل خطر
- سیستم یکپارچه سازی سیستمها
کاربردهای سیستم مدیریت ساختمان
- کنترل هوشمندعبور و مرور در ساختمان
- کنترل هوشمندمیزان نور، دما، رطوبت و... ساختمان
- خاموش کردن روشنایی در صورت عدم حضور فرد در اتاق
- خاموش کردن لوازم برقی در صورت بی استفاده بودن آنها
- ایجاد محدودیت در استفاده از تلفن، گاز، آب، برق و...
- ایجاد هشدار در صورت بازبودن درب‌ها، پنجره‌ها، پرده‌ها و...
- حفاظت از ساختمان و جان افراد در برابر آتش‌سوزی، نشت گاز و...
- حفاظت از ساختمان در برابر سرقت (دزد گیر یا دوربین مدار بسته)
- قابلیت خاموش و روشن کردن لوازم برقی از راه دور (از طریق تلفن)
- بازگشت کلیهٔ هزینه‌های سیستم در عرض یکسال با صرفه جویی در مصرف انرژی
- کنترل هوشمندآبیاری
- سیستم صوتی هوشمند
- کنترل فیلترها، دما و تأثیر اشعه خورشید بر استخر
ویژگی‌ها
سیستمهای مدیریت ساختمان قبلاً به دلایل اقتصادی فقط در ساختمان‌های بزرگ با سیستمهای مکانیکی، الکتریکی و لوله کشی گسترده اجرا می‌شد، اما امروز این سیستم میتواند در تمامی ساختمان‌ها استفاده شود.
شاید یکی از دلایل مهمی که سیستمهای مدیریت ساختمان را از نظر اقتصادی توجیه می‌کند، صرفه جویی در مصرف انرژی باشد. هزینهٔ بالای آب، برق، گاز، تلفن و... و نیاز به صرف جویی بیشتر در مصرف این موارد نیاز به یک سیستم کنترلری هوشمند دارد، سیستمی که بتواند:
- دمای اتاق‌ها وآب گرم کن و بخش‌های مختلف ساختمان را کنترل کند (بخاری یا کولر با توجه به دمای تنظیم روشن / خاموش شود)
- لامپ‌های روشنایی بدون استفاده خاموش شوند.
- باز و بسته بدون درب و پنجره‌ها در فصول گرم و سرد هشدار داده شود.
- برق لوازم برقی بدون استفاده قطع شود.
- امکان استفاده از لوازم پرمصرف در زمان‌های پیک وجود نداشته باشد (یا مدت استفاده از وسیله (مثلاً تلفن) محدود باشد).
- کنترل روشنایی به وسیلهٔ کاهنده‌های اتوماتیک ولتاژ
- امکان بهره‌گیری از سیستمهای هوشمند کنترل روشنایی برای ایجاد نورپردازی‌های وبژه
- کنترل کلیدها به وسیلهٔ ریموت کنترل
مثال‌های از کاربرد سیستم مدیریت ساختمان
از این سیستم میتوان در ساختمان‌ها، ادارات، کارگاه‌ها، انبارها و هر جای که انسان‌ها وجود داشته باشند، استفاده نمود. برای بیان هرچه بهتر اهمیت سیستمهای مدیریت ساختمان، در این بخش به بررسی چند فرایند در ساختمان‌های هوشمند پرداخته‌ایم.
آتش‌سوزی و نشت گاز
آرامش خانواده مهمترین چیز برای هرفرد است، آتش‌سوزی و نشت گاز همیشه این آرامش را تهدید می‌کند. سیستمهای مدیریت ساختمان می‌توانند با استفاده از ماژول‌های گاز یاب و آتش یاب خود، نشت گاز و آتش‌سوزی را حس کرده و اقدامات تکیملی که توسط کاربر برنامه ریزی شده است را انجام دهند. قطع برق، بستن شیر گاز، به صدا در آوردن آژیر، ایجاد تماس تلفنی و... از جمله اقدامات تکمیلی است که توسط سیستم مدیریت ساختمان میتواند انجام شود.
امنیت و نظارت
سیستمهای امنیتی به شکل‌های مختلفی پیاده‌سازی می‌شوند، استفاده از سنسورهای آشکار ساز حرکت یا دوربین‌های مدار بسته، از جمله روش‌های حفاظتی است که در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
درسیستم‌های مدیریت ساختمان راهکارهای امنیتی مختلفی پیش روی کاربران قرار دارد: استفاده از دوربین‌های مدار بسته یا سنسورهای آشکار ساز حرکت ضبط فیلم در صورت وجود هر گونه حرکت در محدودهٔ نظارتی دوربین فعال کردن آژیر یا اطلاع به شخص یا ادارهٔ پلیس در صورت ورود فرد متجاوز مشاهدهٔ تصاویر دوربین‌های مختلف از راه دور و از طریق اینترنت دریافت گزارش از کلیه فعالیتهای انجام شده در طول روز (باز و بسته شدن درب‌ها، تعداد ورود و خروج‌ها و...) از طریق ایمیل یا پیامک قابلیت خاموش و روشن کردن کلیه لوزام برقی، کم وزیاد کردن میزان دما، رطوبت و نور محیط از طریق تلفن یا ارسال پیامک
مزایای استفاده از سیستم مدیریت ساختمان
- کاهش مصرف انرژی در طولانی مدت به دلیل حذف مصارف ناخواسته
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- حذف خطای اپراتوری به دلیل کنترل توسط رایانه
- ثبت دقیق میزان استفاده هر واحد یا قسمت از منابع انرژی
- گزارش گیری آماری از عملکرد اجزای مختلف ساختمان
- اعلام آلارم‌های هشداردهنده برای بازبینی دوره‌ای تجهیزات
- امکان کنترل از راه دور
مدل سازی اطلاعات ساختمان و سیستم مدیریت ساختمان
یکی از کاربردهای سنسور های استفاده شده در سیستم مدیریت ساختمان را میتوان تعامل این سنسور ها با مدل سازی اطلاعات ساختمان(یا استفاده همزمان باسیستم اسکن لیزری) جهت بررسی وضعیت کنونی ساختمان و تصمیم گیری جهت انجام عملیات تعمیر ونگهداری و برنامه ریزی برای تعمیر ونگهداری پیشگیرانه در ساختمان نام برد.[۷]از طرف دیگر قابلیت مدل سازی اطلاعات ساختمان برای ارزیابی انرژی ساختمان نیز به همراه تحلیل مصرف انرژی در سیستم مدیریت ساختمان میتواند به هم افزایی این قابلیت در دو فناوری منجر شود.
مدل‌سازی اطلاعات ساختمان
امروزه مدل سازی اطلاعات ساختمان کاربرد گسترده‌ای از طراحی و ساخت تا بهره‌برداری و حتی مرحله تخریب ساختمان‌ها پیدا کرده است. این فناوری با نمایش دیجیتال خصوصیات ساختمان مدیرپروژه و ذینفعان را در هرمرحله برای تصمیم گیری درست یاری می‌کند.[۱] مدل‌سازی اطلاعات ساختمان کلیه فعالیتهای مدیریت ساخت، بر اساس اسناد قرارداد، به دو مقوله نقشه‌ها و مشخصات وابسته هستند، به این صورت که به کمک نقشه‌ها کمیت کار و براساس مشخصات فنی، کیفیت آن تعریف می‌گردد.
در واقع معیارهای ارزیابی عملکرد پیمانکاران بر اساس این دو مقوله، تعیین می‌گردند. ما از قبل می‌دانیم که در روش مرسوم مدیریت ساخت، از یک سو نقشه‌ها و مشخصات به صورت جداگانه ارائه می‌گردند و از سوی دیگر نقشه‌های اجرایی گروه‌های مختلف طراحی، به صورت جداگانه ولی هماهنگ با یکدیگر تهیه می‌شوند. مشکلات این روش بر همگان آشکار بوده و شاید برخی از بدترین آنها عدم هماهنگی‌ها، اشتباهات و دوباره کاری‌ها باشد که نهایتاً علاوه بر بالا بردن هزینه ساخت، منجر به پایین آمدن کیفیت کار می‌گردد. یکی از هیجان انگیزترین پیشرفت‌های اخیر در زمینه مدیریت ساخت، معرفی تکنولوژی «مدل سازی اطلاعات ساختمان» یا به اختصار BIM میباشد. این مقاله بدون اینکه قصد وارد شدن به مسائل فنی BIM را داشته باشد، سعی می‌کند تا یک نمای کلی از این تکنولوژی برای علاقه‌مندان ارائه دهد.
به طور کلی،BIM به نقشه‌های دو بعدی و مشخصات مربوطه، اجزاء مدل سازی سه بعدی، با ویژگی خاص، اضافه می‌نماید. آن ویژگی این است که هر عضو طراحی نشان داده شده در BIM علاوه بر دارا بودن ماهیت فیزیکی سه بعدی آن، آرایه‌ای از اطلاعات مربوط به فعالیت‌ها و وظایف مختلف مدیریت ساخت را به همراه خود دارد. این اطلاعات، مربوط به کل چرخه حیات پروژه، از مرحله مطالعات توجیهی تا طراحی مفهومی، مطالعات مرحله اول و دوم، تدارکات، ساخت و نصب، راه‌اندازی، دوره بهره‌برداری و حتی پایان آن میباشد؛ بنابراین اگر بخواهیم BIM را در یک جمله کوتاه خلاصه کنیم، عبارت خواهد بود از فرایند تولید و مدیریت اطلاعات ساختمان در طی چرخه حیات آن. به بیان دیگر، یک مدل BIM، نمایش سه بعدی دیجیتال از ویژگیهای فیزیکی و عملکردی یک ساختمان میباشد.
تفاوت عمده مدل BIM با یک مدل سه بعدی متعارف CAD، ذخیره اطلاعات مهم کل فرایند ساخت با تمام اجزاء آن میباشد. این اطلاعات شامل مواردی از قبیل مشخصات مصالح (وزن، رنگ، اندازه، میزان مقاومت در برابر حریق و...)، راهنمای نصب و مونتاژ، خدمات گارانتی محصولات، الزامات نگهداری و تعمیرات، اطلاعات قیمت اجزاء و... خواهد بود. BIM به عبارت فنی یک مدل CAD است که به یک پایگاه داده(Data Base) متصل میباشد، به نحوی که هر گونه اطلاعات مربوط به پروژه را میتوان در آن ذخیره کرد؛ بنابراین BIM به عنوان یک منبع مشترک اطلاعات، بین کل تیم طراحی و اجرای ساختمان، عمل می‌کند. نتیجه این یکپارچه سازی اطلاعات، افزایش هماهنگی، کاهش خطاها و ضایعات و نهایتاً افزایش کیفیت کار میباشد. خانه هوشمند یا Smart Home, واژه ای است که این روزها تبدیل به هدف بسیاری از کمپانی های مطرح حوزه فناوری شده و هر روز خبری در مورد عرضه فناوری های جدید در این عرصه به گوش می رسد.
اما به واقع خانه هوشمند به چه خانه ای گفته می شود و خصوصیات یک خانه هوشمند چیست؟
در ادامه با دوربین دات اینفو همراه باشید..
خانه هوشمند، خانه ای است که علاوه بر ارتباط بی سیم از راه دور با صاحبان خود، امکان تامین انرژی مورد نیاز را از منابع انرژی پاک (مانند خورشید و باد) داشته باشد و تمامی اجزاء الکترونیکی آن برای بدست آمدن بیشترین میزان بازدهی، با یکدیگر در تعامل باشند.
به بیان ساده تر در یک خانه هوشمند واقعی، خبری از سوخت های فسیلی و منابع آلوده کننده محیط زیست، هدر رفت آب، روشن ماندن بی دلیل و هدر رفت انرژی توسط چراغ ها، اجاق گاز و منابع سرمایش و گرمایش، ورود افراد غیرمجاز و … نخواهد بود!
اجزای اصلی یک خانه هوشمند، مانند زنگ درب (آیفون تصویری)، قفل درب ها، ورودی پارکینگ، قفل یا کرکره پنجره ها، لوازم آشپزخانه، لوازم صوتی و تصویری، سیستم سرمایشی و گرمایشی، همه به اینترنت متصل هستند (اینترنت اشیاء) و امکان کنترل آنها از راه دور برای صاحب خانه فراهم است.
این ارتباط به روش های گوناگون صورت می گیرد و فناوری هایی مانند Z-Wave Zigbee ،KNX و Control4 بر اساس آن ابداع شده اند.
این فناوری های ارتباطی مخصوص اینترنت اشیاء یا Internet Of Things توسعه داده شده اند.
در چنین خانه ای وقتی که شما حضور نداشته باشید، با به صدا درآمدن زنگ درب، گوشی شما زنگ خواهد خورد یا به شیوه های دیگر مثل ایمیل، از حضور مراجع به درب منزل مطلع خواهید شد.
می توانید با مراجعین صحبت کنید و حتی تصویر آنها را ببینید.
مطلب مرتبط : آیفون تصویری هوشمند Ring مخصوص خانه هوشمند شما
سیستم اعلام سرقت و حریق هر ۲ هوشمند بوده و به محض تشخیص شرایط غیر عادی، به شما اطلاع رسانی خواهند نمود.
دمای خانه را از راه دور کنترل نمایید، مثلا سیستم گرمایشی را ۱۰ دقیقه قبل از رسیدن به منزل راه اندازی کنید که به محض رسیدن شما خانه گرم باشد!
کتاب- خانه های هوشمند - در 40 صفحه-docx
