نگاهي به خانه‌هاي آينده و سيستم مديريت هوشمند ساختمان

واضح آرشیو وب فارسی:دنياي اقتصاد: نگاهي به خانه‌هاي آينده و سيستم مديريت هوشمند ساختمان
سيـــستــم مديـــريت هـــوشمند ساختــمان (Building Management System (BMS،به مجموعه سخت‌افزارها و نرم‌افزارهايي اطلاق مي‌شود كه به منظور مانيتورينگ و كنترل يكپارچه قسمت‌هاي مهم و حياتي در ساختمان نصب مي‌شوند.

وظيفه اين مجموعه، پايش مداوم بخش‌هاي مختلف ساختمان و اعمال فرمان به آنها به نحوي است كه عملكرد اجزاي مختلف ساختمان متعادل با يكديگر و در شرايط بهينه و با هدف كاهش مصارف ناخواسته و تخصيص منابع انرژي فقط به فضاهاي در حين بهره‌برداري باشد.
در اين روش تابلوهاي برق روشنايي عمومي، ديزل ژنراتور، سيستم اعلام و اطفاي حريق، سيستم حفاظتي، آسانسورها، سيستم كنترل تردد و نيز اجزاي موتورخانه مركزي شامل چيلرها، بويلرها، پمپ‌هاي سيركولاسيون، برج‌هاي خنك كن، هواسازها و اگزوزفن‌ها به نوعي به طور يكپارچه و به طور منسجم توسط يك يا چند رايانه هماهنگ و كنترل مي‌شوند.
اجزاي سيستم مديريت هوشمند ساختمان
به طور كلي همانند ديگر سيستم‌هاي كنترلي، BMS نيز از سه بخش تشكيل مي‌شود:
1 -حسگرها (sensors): حسگرها سنجش پارامترهاي محيطي و ارسال اين اطلاعات به سيستم را عهده دار هستند. اين اطلاعات مي‌تواند دماي محيط بيرون و درون، دماي سيال گرم‌كننده يا خنك‌كننده، ميزان روشنايي محيط، ميزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور يا عدم حضور افراد در محل و ديگر اطلاعاتي كه براي راهبري بهينه سيستم حياتي است، باشد.
2 -كنترلر‌ها(controllers): كنترل‌ها اجزايي از سيستم هستند كه اطلاعات دريافتي از حسگرها را دريافت و بر اساس نرم‌افزار دروني خود يا نرم‌افزار شبكه پردازش و بر حسب نياز فراميني را به عملگرها ارسال مي‌كنند.
3 -عملگرها(actuators): عملگرها نيز اجزايي از سيستم هستند كه فرامين ارسالي از كنترلر‌ها را دريافت و بر اساس آن واكنش نشان مي‌دهند. اين عملگرها مي‌توانند شيرهاي برقي سيالات، دريچه‌هاي قابل تنظيم عبور هوا، رله‌هاي قطع و وصل جريان الكتريكي و.... باشند. سه بخش ياد شده توسط يك مكانيزم ارتباطي با هم مرتبط مي‌شوند كه خود از دو قسمت مهم تشكيل شده است:
1 - رسانه (مدياي) ارتباطي مانند سيم، فيبر نوري، امواج راديويي
2 - پروتكل ارتباطي يا زبان محاوره اجزا مانند BacNet , LonWorks
در حقيقت حسگرها، كنترلرها و عملگرها از طريق مدياي ارتباطي، براساس زبان محاوره‌اي يا پروتكل ارتباطي با يكديگر ارتباط برقرار مي‌كنند.
معرفي پروتكل باز در هوشمند‌سازي بنا
سازندگان متعددي در دنيا در زمينه توليد سخت‌افزار و نرم‌افزار‌هاي BMS فعال هستند.
برخي از اين سازندگان پروتكل‌هاي خاص خود را معرفي و بر آن اساس محصولات خود را ساخته و روانه بازار مي‌كنند.
شركت‌ها و متخصصاني كه اقدام به طراحي پروژه‌هاي هوشمند سازي براساس اين‌گونه محصولات مي‌كنند، ملزم به استفاده از سخت‌افزار و نرم‌افزارهاي عرضه شده شركت‌هاي ياد شده خواهند بود. از اين رو مشاوران و مديران پروژه‌هاي هوشمند سازي مي‌بايست در انتخاب سازندگان به نحوي كه در دراز مدت مجبور به رعايت انحصار استفاده از محصولات شركتي خاص نباشند، دقت كافي به خرج دهند.
به منظور شكستن اين قفل انحصار و تامين آزادي عمل براي مديران پروژه‌هاي هوشمندسازي، رويكرد متفاوتي توسط عده‌اي ديگر از سازندگان كه بخش بزرگتري از بازار را نيز به خود اختصاص داده‌اند، اتخاذ شده است كه به سيستم‌هاي با پروتكل باز
(open protocol systems) مشهور هستند.
اين سازندگان محصولات سخت‌افزاري ونرم‌افزاري خود را بر اساس پروتكل‌هاي باز رايج هوشمند سازي عرضه مي‌كنند. از اين رو خريدار ملزم به خريد مادام‌العمر از شركت اوليه براي تعميرات، خرابي‌ها و توسعه سيستم در آينده نخواهدبود.
پروتكل‌هاي باز آزادي عمل كافي را براي سازندگان جهت ساخت يك دستگاه منفرد و مجزا گرفته تا راهكارهاي جامع و فراگير تمام نياز‌هاي هوشمندسازي به ارمغان آورده است.قابليت ديگر پروتكل‌هاي باز، امكان برقراري ارتباط هر جزء از سيستم با ديگر اجزا بدون نياز به واسط سخت‌افزاري و نرم‌افزاري است.
به طور كلي براي انجام يك پروژه بزرگ هوشمندسازي بر اساس پروتكل باز، مي‌توان از چندين سازنده بدون نگراني ناسازگاري اجزا خريداري كرد. اين مساله باعث رقابتي كردن بازار و در نهايت كاهش هزينه‌هاي كلي پروژه‌هاي هوشمند سازي مي‌شود.
مهم‌تـــــرين پـــــــروتـــكل‌هاي اين گروه LonWorks Technology وBACnet Standard هستند. دراين ميان LonWorks از نظر تنوع محصولات ساخته شده توسط سازندگان مختلف، تعداد تجهيزات نصب شده در نقاط مختلف دنيا ونيز تعداد شركت‌هايي كه گواهينامه تطبيق محصولات با اين استاندارد را گرفته‌اند (كه خود معرف حجم تقاضا هستند)، از BacNet پيشي گرفته است. براي اطلاعات جامع مي‌توانيد به سايت www.distech-controls.com مراجعه كنيد.
مزاياي كلي استفاده از BMS
حذف مصارف ناخواسته: از آنجا كه سيستم فقط هنگام بهره‌برداري از فضا، اجازه استفاده از منابع انرژي از قبيل سرمايش و گرمايش و روشنايي را مي‌دهد، مصارف ناخواسته انرژي از بين رفته و استفاده از انرژي بهينه مي‌شود.
كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري: مديريت بهينه استفاده از تاسيسات، موجب كاهش ميزان ساعات كاركرد هر تجهيز شده و در نهايت به مقدار قابل ملاحظه‌اي هزينه‌هاي تعويض قطعات مصرفي و نيز خرابي‌هاي ناشي از كاركرد طولاني را كاهش مي‌دهد.
پايش دائمي كليه اجزاي ساختمان:كليه اجزاي مهم ساختمان از قبيل مجموعه‌هاي سرمايش و گرمايش و تهويه و آبرساني و... به طور متمركز از طريق يك كامپيوتر در محل ساختمان يا از راه دور و در تمام ساعات قابل پايش بوده و نياز به سركشي محلي هر تجهيز در محل نصب را مرتفع مي‌كند.
حذف خطاهاي اپراتوري: از آنجا كه پس از تنظيمات اوليه سيستم، كليه كنترل‌ها توسط رايانه صورت مي‌پذيرد، نگراني اشتباهات و كوتاهي پرسنل بهره‌بردار و در نتيجه بروز خسارات از بين مي‌رود.
اعلام وضعيت اجزا براي جلوگيري از خرابي و وقفه در كار اجزاي ساختمان: با توجه به نمايش وضعيت كاركردي هر يك از المان‌هاي تاسيسات روي رايانه اصلي، كنترل سلامت اجزا به‌راحتي امكان‌پذير است.
مديريت ساختمان هنگام بروز حوادث
مديريت يكپارچه سيستم روي بخش‌هاي مختلف، باعث ايجاد هماهنگي بين بخش‌هاي مختلف از قبيل اعلام حريق، سيستم هوارسان، اگزوزفن‌ها، اطفاي حريق و آسانسورها در جهت كاهش خطرات احتمالي در هنگام بروز حوادث مي‌شود.
ثبت دقيق ميزان بهره‌برداري از قسمت‌هاي مختلف ساختمان:ميزان دقيق استفاده هر قسمت يا واحد از منابع انرژي قابل ثبت است.
گزارش‌گيري آماري دقيق از عملكرد اجزاي مختلف ساختمان: كاركرد دقيق كليه اجزاي ساختمان در سيستم ذخيره مي‌شود. اين ذخيره‌سازي راهنماي مدير تاسيسات ساختمان براي تنظيم بازبيني‌هاي و تعميرات دوره‌اي است.تعريف سطوح مختلف دسترسي براي اپراتورها:كاربران سيستم با سطوح مختلفي از دسترسي مي‌توانند به اجزاي مختلف دسترسي داشته باشند.
اولويت‌بندي هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار:
هنگام پيك مصرف يا هنگامي كه منابع كافي براي در مدار قراردادن كليه اجزا وجود ندارد، سيستم به طور هوشمندانه بر اساس اولويت‌هاي از پيش تعيين شده نسبت به تخصيص منابع اقدام مي‌كند.
اعلام آلارم‌هاي هشداردهنده براي بازبيني‌هاي دوره‌اي تجهيزات: بر اساس مشخصات ثبت شده هر المان تاسيساتي، زمان‌هاي بازبيني‌ها و تعويض و تعمير توسط سيستم به اپراتور گوشزد مي‌شود.
پايش كيفيت هوا و تنظيم پارامترهاي مهم از قبيل ميزان منواكسيدكربن، گازهاي قابل اشتعال و دود:سيستم به طور مستمر نسبت به كنترل كيفيت هوا اقدام كرده و در صورت وجود آلايندگي فراتر از حد مجاز، نسبت به افزايش ورورد هواي تازه و اعلام وضعيت اقدام مي‌كند.
مزاياي استفاده از BMSبراي مالكان ساختمان:
1 - تبديل ساختمان به فضايي متمايز و چشمگير و ارتقاي كلاس ساختمان
2 - ايجاد ارزش افزوده ملكي به مراتب بيشتر از هزينه سيستم
3 - وجود انعطاف در تغيير كاربري فضا
4 - ثبت مقدار دقيق مصارف هر واحد از منابع به طور جداگانه
مزاياي استفاده از BMS براي مديران تاسيسات:
1 - پايش و كنترل سيستم از محل يا از راه دور
2 - هزينه كم اپراتوري
3 - راندمان بالاي تجهيزات تاسيساتي
4 - كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري
5 - اعلام سريع خرابي‌ها و نيازمندي‌هاي بازبيني
6 - لزوم مهندسي اصولي و ساختار يافته در هنگام اجراي تاسيسات
مزاياي استفاده از BMS براي ساكنان:
1 - افزايش ايمني در ساختمان
2 - راندمان بالاي تاسيسات
3 - وجود محيطي مطبوع و راحت
مثالي از يك ساختمان مسكوني مجهزبه BMS:
در يك ساختمان با كاربري مسكوني، گرمايش، سرمايش، تهويه و روشنايي فضاهاي عمومي از قبيل لابي، سالن اجتماعات، مجموعه ورزشي و... در ساعات شب بايد به حداقل برسد.
در داخل واحد‌هاي مسكوني، ترموستات‌هاي ديواري علاوه‌بر روشن يا خاموش كردن موتورفن‌كويل‌ها، دماي دلخواه هر ساكن را منفردا به سيستم مخابره مي‌كند. سيستم بر اساس اطلاعات جمع‌آوري شده از كل واحدها، تعداد بويلرها، چيلرها، پمپ‌هاي سيركولاسيون و ديگر اجزا را بر حسب نياز كلي (overall demand) وارد مدار بهره‌برداري مي‌كند. بنابراين اجزاي تاسيساتي موتورخانه فقط بر اساس نياز واقعي در مدار خواهند بود.
از طرفي درخواست هر واحد به طور جداگانه در فايل مربوط به آن واحد خاص ذخيره مي‌شود. در نتيجه در پايان دوره‌هاي زماني خاص مي‌توان هزينه‌هاي بهره‌برداري از تاسيسات را به طور عادلانه و بر اساس اطلاعات مكتوب از ساكنان مطالبه كرد.
مديريت ساختمان در هنگام بروز حوادث از ديگر وظايف مهم BMSاست. هماهنگي عمليات بخش‌هاي اعلام حريق با سيستم هوارسان، اگزوزفن‌ها و اطفاي حريق، مديريت بهينه آسانسورها جهت تخليه ساكنان، قطع جريان الكتريكي در هنگام نشت گازهاي قابل اشتعال و نيز تهويه سريع فضا‌هاي آلوده به گازهاي سمي از جمله قابليت‌هاي يك سيستم جامع BMS است.
سيستم كنترل تردد يكپارچه باعث مي‌شود تا تردد در فضاهايي از قبيل پاركينگ، انباري‌ها، راهروهاي طبقات فقط در ساعات مجاز و توسط مالكان همان مشاعات قابل دسترسي باشد.
مثالي از يك ساختمان اداري مجهزبه BMS:
عموما يك رايانه مركزي نقش واسط بين سيستم و مدير تاسيسات را بازي مي‌كند. مدير تاسيسات جدول تعطيلات رسمي و نيز زمان‌بندي حضور واحد‌هاي مختلف را كه در سيستم به عنوان نواحي (zone) مجزا بخش‌بندي كرده است را در ابتدا به سيستم وارد مي‌كند. به‌عنوان مثال اگر واحد‌هاي اداري از ساعت 7:30 تا 17:30 روزهاي شنبه تا چهارشنبه، واحد پشتيباني از7:30 تا 20 شنبه تا چهارشنبه و 9 تا 13 روزهاي پنجشنبه و جمعه، واحدهاي تاسيسات و نگهباني به طور دائم حضور داشته باشند، سيستم به طور پيش فرض دماي داخلي را در ماه‌هاي سرد بين 18تا20 درجه سانتيگراد و در ماه‌هاي گرم بين 20تا22 درجه سانتيگراد تنظيم مي‌كند. براي اين منظور شيرهاي آب گرم يا آب خنك (بسته به فصل) منتهي به فن‌كويل‌هاي هر ناحيه 30 تا 60 دقيقه قبل از حضور كاركنان باز شده و فن‌كويل روشن مي‌شود. در ساعات كاري، موتورالكتريكي فن‌كويل بسته به اطلاعات دريافت شده از حسگر دماي ناحيه روشن يا خاموش مي‌شود. در پايان زمان كاري، سيستم از طريق حسگرهاي حركت، حضور افراد را در مقاطع مختلف كنترل نموده و نواحي بدون استفاده را از مدار عبور سيال گرم‌كننده يا سردكننده جدا و موتور فن‌كويل‌ها را خاموش مي‌كند. ازطرف ديگر حجم سيال گرم يا خنك‌كننده مورد نياز كل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ‌هاي سيركولاسيون مورد نياز مشخص و باقي پمپ‌ها خاموش خواهند شد. همچنين سيستم، بويلرها يا چيلرهاي موتورخانه را در ساعات غيركاري و تعطيلات آخرهفته خاموش نموده يا در حداقل بار، ثابت مي‌كند.
از طرف ديگر در صورت باز شدن هر كدام از پنجره‌ها، سيستم نسبت به خاموش نمودن موتورالكتريكي فن‌كويل آن قسمت اقدام مي‌كند.
عمليات مشابه براي تابلوهاي برق روشنايي عمومي و نيز واحد‌ها اتفاق مي‌افتد. در ساعات خارج از ساعات كاري، روشنايي واحد‌ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ‌هاي راهروها و مسيرهاي داخلي به صورت محدود روشن مي‌كند.
از اين رو است كه مي‌توان در مصرف انرژي با استفاده از سيستم مديريت هوشمند ساختمان تا 45درصد مصرف قبلي صرفه‌جويي كرد.
لازم به يادآوري است كه تغيير در هريك از پارامترهاي ياد شده مانند ساعات كاري يا نقاط تنظيم دما (set points) به‌سادگي از طريق نرم‌افزار سيستم براي موارد خاص يا مناسبت‌ها قابل انجام است.
BMS در ايران
متاسفانه در كشور ما تاكنون به‌دليل عدم فرهنگ‌سازي صحيح و حضور كمرنگ شركت‌هاي تخصصي فعال در اين زمينه، تاكنون توجه جدي به استفاده از BMS نشده است. تخصيص يارانه‌هاي انرژي باعث شده تا حتي با فرض هدر رفتن انرژي در طول دوره بهره‌برداري، سازندگان ساختمان از قبول هزينه اوليه اين مجموعه در هنگام ساخت، سر باززده و كماكان نسبت به بهره‌برداري سنتي از تاسيسات پافشاري كنند. عدم تقبل هزينه سرشكن شده سيستم مديريت هوشمند ساختمان توسط خريداران واحدهاي ساختمان نيز دليل ديگري براي مقاومت سازندگان ساختمان در مقابل اجراي پروژه‌هاي هوشمند‌سازي بنا به حساب مي‌آيد. اگرچه در حال حاضر نيز اجراي پروژه‌هاي فوق در ساختمان‌ها با ديد بلندمدت كاهش هزينه‌هاي مصرفي انرژي و نيز كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگهداري توجيه اقتصادي دارد ولي حذف يارانه‌هاي انرژي در آينده نزديك كمك به كاهش زمان استهلاك هزينه پروژه‌هاي BMS خواهد داشت.
فرهنگ سازي در زمينه مصرف صحيح انرژي، باعث بهره‌مندي عادلانه از نعمات خدادادي و راهگشاي اجراي پروژه‌هاي انرژي بر در كشور و در نهايت افزايش درآمد ملي خواهدبود.
شركت خانه هوشمند كاژه آذين
[email protected]
سايت‌هاي مرتبط:
www.kaje.ir
www.distech-controls.com
www.bacnet.org
www.echelon.com

چهارشنبه|ا|14|ا|اسفند|ا|1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: دنياي اقتصاد]

[مشاهده در: www.donya-e-eqtesad.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 811]