مدیریت هوشمند ساختمان

برخی از مزایای استفاده از سیستم­های BMS+:

• کاهش و بهینه سازی مصرف انرژی
• استفاده بجا از منابع انرژی در جهت کاهش هزینه­های جاری
• کاهش هزینه­ های شارژ ، بالابردن راندمان و بازده تجهیزات
• کنترل مرکزی و متمرکز بر روی خدمات رفاهی ساختمان
• تلفیق سیستم­های BMS+ با یکدیگر، برای افزایش کاربری
• کاهش نیروی انسانی و خطاهای ناشی از عملکرد آنها
• افزایش عمر مفید تجهیزات به کار رفته در ساختمان
• افزایش امنیت و ایمنی
• تنظیمات اتوماتیک بر اساس تغییر شرایط محیطی
• افزایش سطح رفاه و آسایش ساکنین
• کاهش هزینه­ ها و سود آوری سیستم برای ساختمان­

امروزه مدیریت و انجام تنظیمات سیستم­های BMS+به راحتی امکان­پذیر است و مسئول این سیستم­ها، از هر نقطه دنیا، می­تواند از طریق اینترنت، با اتصال به سرویس دهنده­ های موجود در ساختمان، تمام بخش­های مورد نظر را مدیریت و نظارت نماید.

مزایای استفاده از سیستم­های BMS+ بسیار گسترده و متنوع بوده و براساس کاربری ساختمان و نیاز کارفرما تعریف و ارائه می­گردد. به همین دلیل وجود طرح و تجهیزات ثابت برای تمامی پروژه­ها، به صرفه و هوشمندانه نیست؛ بنابراین برای کاهش هزینه ­ها و افزایش راندمان کاری، طی کردن روند طراحی و پیاده سازی سیستم­های مدیریت ساختمان ضروری است.

ساختار کلی طراحی و پیاده سازی سیستم­های مدیریت ساختمان

بنای کلی این سیستم­ها بر اساس شبکه­ های زیرساخت می­باشد. سطح هوشمند سازی یک ساختمان می­تواند بسته به نیاز و نوع کاربری آن متغییر باشد و بر این اساس، نیاز به یک یا چندین شبکه زیر ساخت وجود خواهد داشت. شبکه­ های زیر ساخت به طور کاملا مستقل عمل می­کنند و جدا از یکدیگر طراحی و اجرا می­شوند. هر شبکه برای تامین گروهی از نیازهای ساختمان که به واسطه تجهیزات به کار رفته بر روی آن زیرساخت مهیا می­گردد، طراحی و اجرا می­شود. پس هرکدام از آنها وظیفه­ ای منحصر به فرد را عهده ­دار می­شوند. اما از آنجایی که در هر سازه بیش از یک شبکه استفاده شده است، شبکه­ ها و تجهیزات آنها به واسطه سیستم­های هماهنگ کننده مرکزی به یکدیگر متصل می­شوند و علاوه بر کنترل مرکزی و یکپارچه بر روی سیستم، خدمات متنوعی را نیز ارائه می­کنند. به طور مثال در صورتی که سیستم کنترل تردد با سیستم آسانسور هماهنگ باشد، هر زمان  که اتومبیل شما وارد پارکینگ شود، آسانسور برای انتقالتان از پارکینگ به طبقه مورد نظر منتظر خواهد شد. آسانسور با استفاده از اطلاعات شبکه کنترل تردد، محل و طبقه پارکینگ شما را دریافت کرده و منتظر ورودتان می­ماند.

شبکه ­های زیرساخت و تجهیزات متعلق به آنها با پروتکل­های مختلفی کار می­کنند. استفاده از پروتکل­های استاندارد شده، امکان گسترش، سازمان دهی و مدیریت زیرساخت­ها را آسان کرده و در کاهش هزینه­ ها نیز موثر است. انتخاب محصول و تجهیزات مناسب با کاربری ساختمان، با در نظر گرفتن خدماتی که در آینده به آنها نیاز می­باشد، صورت می­پذیرد.

به طور کلی، مراحل طراحی تا اجرای سیستم­های مدیریتی ساختمان، شامل مراحل زیر می­باشد:

• شروع پروژه

• بررسی و تکمیل اطلاعات اولیه

• تحلیل داده­ها، ارائه طرح پیشنهادی و خدمات مشاوره­ایی

• زمان بندی پروژه و ارائه طرح فنی

• فاز­های اجرایی پروژه

• تست، بهره­ برداری و تحویل پروژه

• خدمات پشتیبانی و نگهداری

  

  معرفی خدمات هوشمندسازی ساختمان

  خدماتی که در هر گروه دسته­ بندی شده­اند از قابلیت مدیریت یکپارچه و ایجاد هماهنگی با سرویس­های دیگر بر خوردار هستند. تمامی سرویس­های “BMS” برای استفاده در ساختمان­ها معرفی شده­اند و امکان پیکربندی و انطباق با سرویس­های  “Home Solution”را برای بالا بردن راندمان و کاربری سرویس­های خانگی هوشمند دارا می­باشند. سیستم­های BMS به دلیل نحوه کنترل و مدیریت  متمرکز آنها که بیشتر برای مکان­های عمومی تعریف شده­اند، از انعطاف پذیری لازم برای پاسخگویی به درخواست­های متنوع کاربران خانگی برخوردار  نخواهند بود. به همین دلیل، امکان ایجاد هماهنگی و برقراری ارتباط بین سیستم­های“Home Solution” و“BMS”، علاوه بر ایجاد صدها سرویس رفاهی و خدماتی جدید، مزایای دیگری را نیز به همراه خواهد داشت.

  سیستم مدیریت انرژی (Energy Management System – EMS)

  مدیریت انرژی از نکات اساسی و حیاتی در BMS+ به شمار می­رود. در یک ساختمان هوشمند، کاربران و مصرف کنندگان انرژی برق، هیچگاه متوجه قطع و بروز نوسانات ناشی از آن نخواهند ­شد؛ چرا که این بنا­ها از سرویس­ها و تجهیزات هوشمندEMS استفاده می­کنند. تامین نیرو، کنترل مدیریت بین منابع تامین کننده نیرو و تثبیت جریان، از جمله وظایفی است که سیستم مدیریت انرژی (EMS) به واسطه زیر سیستم­های خود برعهده دارد.

  • شبکه زیر ساخت برق فشار قوی
  • شبکه زیر ساخت برق کم فشار
  • تامین روشنایی مکان­های عمومی
  • تثبیت جریان با کمک منابع کمکی
  • مدیریت یکپارچه EMS
  • عایق بندی
  • انرژی ­های سبز

  به طور ميانگين ۸٠% از تجهيزات ساختماني با استفاده از انرژي الكتريكي كار مي‏كنند كه بخشي از آنها از اهميت بيشتري برخوردار هستند. سيستم­ تامين روشنايي، سيستم تهويه و همچنین تجهيزات حساس و هوشمند به كار رفته در ساختمان، جزو نقاط پراهميت به شمار می­روند. تامين و مديريت نيرو و حفاظت از تجهيزات الكتريكي باعث جلوگيري از بروز خسارات ناشي از نوسانات و قطعي برق بر روی تجهیزات برقی مي‏گردد. به طور مثال به برخی از مزاياي اين سرويس مي‏توان اشاره كرد:

  • كاهش هزينه‏ هاي مصرف انرژي الكتريكي
  • مديريت و كنترل انرژي الكتريكي مصرفي
  • مديريت و كنترل ميزان مصرف براي هر واحد/ بخش
  • حذف خسارات ناشي از نوسانات و قطع برق بر روي تجهيزات الكتريكي
  • انتخاب منابع تامين نيروي الكتريكي با توجه به نوع و ساعات مصرف
  • جايگزيني منبع مناسب تامين نيرو در زمان قطع برق بدون ايجاد وقفه
  • قابلیت اتصال به دیگر شبکه های زیرساخت هوشمند
  • استفاده از سنسورهای تشخیص حرکت برای کاهش مصرف انرژی روشنایی
  • استفاده از کارتهای هوشمند جهت تعیین میزان و مسیر روشنایی پارکینگ
  • تنظیم میزان نوردهی با توجه به نور طبیعی موجود در ساختمان و در نتیجه کاهش مصرف

  منابع تامین روشنایی در صورت عدم انتخاب صحیح و کاربری نامناسب می­توانند میزان قابل ملاحظه­ای از انرژی را هدر دهند‎؛ بنابراین توجه به این نکته در کاهش مصرف انرژی، امری اساسی تلقی می گردد. استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین نیرو، لامپ­های کم مصرف خنک و لامپ­های سبز و سنسور­های تشخیص حرکت از مواردی است که برای تامین و مدیریت روشنایی توصیه می­شوند. تجهیزات کنترل روشنایی و دیگر زیرساخت­های شبکه EMS با سیستم کنترل مرکزی هدایت و مدیریت می­شوند. استفاده از انرژی­های سبز برای تامین انرژی مصرفی ساختمان از مواردی است که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است و برای کاهش هزینه­های جاری ساختمان پیشنهاد می­شود. در راستای بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش آلودگی­های محیطی، استفاده از منابع انرژی سبز برای تامین انرژی­های مورد نیاز ساختمان مناسب می­باشد.

  با توجه به رشد سریع مصرف انرژی الکتریکی در کشور و کمبود منابع تولید آن، توجه به مصرف انرژی و یافتن و توسعه روش­هایی که بتواند با حفظ کارایی قبلی، منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی در سیستم­های روشنایی گردد، از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. مطالعات انجام شده توسط موسسه EPRI در آمریکا نشان می­دهد که تا ۵۰% انرژی الکتریکی مصرفی، در سیستم­های روشنایی تلف می­گردد.

  استفاده از مولدهای نوری، با مکان و کاربری مناسب، انتخاب روش­های موثر برای کاهش مصرف در جهت بهبود وضعیت هزینه­های جاری و تعمیر و نگهداری سیستم­های روشنایی، از جمله اقدامات هوشمند می­باشند. علاوه برآن،  سیستم­های هوشمند در افزایش زیبایی و رفاه کاربران نیز تاثیر گذار هستند.

  وجود نوسانات در استفاده از برق شهری مشکلات و مسائل زیادی را به وجود می­آورد. یکی از زیرگروه­های بخش مدیریت انرژی، تثبیت فشار و جریان است که وظیفه تثبیت و یکسان سازی جریان مصرفی را برعهده دارد. در مراکز بیمارستانی، مسکونی، اداری، و ساختمان هایی که در آنها از تجهیزات حساس استفاده می­شود، نوسانات و تغییرات ولتاژ برق می­تواند خطرناک، و در عین به وجود آوردن مشکل، هزینه­ بر نیز باشد.

  استفاده از شبکه زیر ساخت برای پیاده سازی سیستم های یکپارچه و هوشمند الزامی است. تامین نیرو، دریافت و ارسال اطلاعات، برقراری ارتباط بین سیستم­های هوشمند بر عهده این شبکه­ها می­باشد. به همین دلیل وجود این شبکه ­ها برای سیستم­های هوشمند لازم است. این شبکه ­ها بر اساس استانداردهای بین المللی طراحی و پیاده سازی می­گردند. از مزایای شبکه ­های زیر ساخت، تخمین نیازها و کاربری برای حال و آینده می­باشد تا در آینده نیازی به کابل کشی و افزایش این شبکه ها نباشد. وجود این بسترها، امکان افزودن امکانات به شبکه­های هوشمند را ایجاد می­کند، که با کمترین هزینه می­توان سرویس­های جدید را بر روی آنها پیاده سازی نمود.

  

  سیستم مدیریت ساختمان (Building Management System – BMS)

  تهویه مطبوع و تامین و کنترل دما در تمامی فصول سال، از خدمات زیرساختی مهم ساختمان است.

  شبکه زیرساخت سیستم­ های HVACدر ساختمان­های بزرگ با تجهیزات بیشتری نسبت به ساختمان­های کوچک طراحی می­شوند. چیلر­ها، بویلرها، هواسازها، پمپ­ها، فن کوئیل­ها و بسیاری از تجهیزات تاسیساتی دیگر برای تامین دمای مطلوب هوا و تهیه آب گرم مورد استفاده قرار می­گیرند. در تاسیساتی که هیچ هوشمند سازی بر روی آنها اعمال نشده باشد، مهندسین تاسیسات، بر اساس نیاز، همواره باید تعیین کنند که چند درصد از سیستم­ برای پاسخگویی به تقاضای مصرف کنندگان فعال شده و در مدار قرار گیرد. اما سیستم هوشمند HVAC که بر روی شبکه زیرساخت BMS پیاده سازی می­شود، با توجه به اطلاعات دریافتی از انواع سنسور­ها، ترموستات­ های هوشمند و زیرسیستم­های مدیریتی و کنترلی، نیاز ساختمان و مصرف کنندگان را سنجیده و تجهیزات تاسیساتی لازم را در مدار قرار خواهد داد.

  • تامین آب گرم و آب آشامیدنی مصرفی
  • تهویه هوا
  • گرمایش و سرمایش
  • تصفیه هوا و اکسیژن ساز
  • خدمات سرویس­های بهداشتی
  • کنترل و مدیریت هوشمند BMS

  از جمله مباحث پر هزینه در ساختمان­ها مبحث گرمایش و سرمایش است. روش­های زیادی برای جلوگیری از اتلاف این انرژی ها در ساختمان وجود دارد؛ اما بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی، استفاده صحیح از آن میباشد. استفاده از تجهیزات مناسب برای سرمایش و گرمایش محیط­ها، به خصوص محیط های عمومی، راهکاری مناسب  برای این امر به شمار می­رود. با تهویه هوا و سیستم گرما – سرمای هوشمند، می­توانید حرارت مطلوب را به همراه هوای تازه تجربه کنید. بهره گیری از تکنولوژی و فناوری­های روز دنیا، و استفاده از سیستم هوشمند، روشی مطمئن  برای کاهش مصرف انرژی‏‏‏‏، افزایش راندمان، و بهره­ وری از انرژی است. انواع سنسورها و تجهیزات نصب شده بر روی شبکه زیر ساخت تاسیسات هوشمند، مدیریت و کنترل دمای هوا را برعهده میگیرند.

  تهیه گراف از میزان مصرف انرژی

  گراف­های تهیه شده توسط سیستمBMS ، برای آگاهی از میزان مصرف انرژی در واحدهای مختلف و ساختمان کاربرد دارد. با استفاده از این گراف­ها می­توان میزان تولید انرژی را با میزان مصرف هماهنگ کرده و از مصرف بیهوده انرژی جلوگیری نمود.

  کنترل های هوشمند

  برای انجام تنظیمات جهت بالا بردن راندمان و کاهش هزینه­ها استفاده از کنترل­های هوشمند  توصیه می­شود. کنترل كننده‏های هوشمند از ۵۰ تا ۹۵ درصد (بنا به کاربری ساختمان) در کاهش هزینه های مصرفی موثرند.

  سیستم سرمایش

  یکی دیگر از بخش­های مربوط به سیستم تاسیسات، سیستم سرمایش است. نزديك به ٤٠% هزينه انرژي مصرفي، صرف سرمايش يك ساختمان مي‏شود. سیستم‏های خنک کننده گازی به دلیل مصرف گاز در تابستان، از انرژی برق مطمئن‏تر و ارزان‏تر می‏باشند. استفاده از گاز طبیعی بجای انرژی الکتریکی و کاهش مصرف انرژی به میزان ۹۰% در مقایسه با سیستم­های کمپرسوری معمول، از مهمترین مزایای این نوع سیستمهای سرمایشی می­باشد. با توجه به محاسبات انجام  شده قیمت خرید یک دستگاه چیلرجذبی گازسوز معادل حداکثر ۴ سال پرداخت هزینه برق مصرفی دستگاه چیلر کمپرسوری معمولی می­باشد.

  سیستم گرمایش

  به طور میانگین بیشتر از ۵۰% انرژی مصرفی یک ساختمان صرف گرمایش آن می‏شود. استفاده از راه‏حلهای هوشمند برای مدیریت مبتنی بر نیاز ساختمان، بنا بر کاربری آن، می‏تواند تا ۹۰% صرفه جویی در مصرف انرژی براي گرمايش را با خود به همراه داشته باشد. بنابراین هوشمند سازی سیستم­های گرمایشی یکی از ملزومات بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‏ های جاری ساختمان به شمار می‏رود.