ساختمان هوشمند (مقدمه + فصل اول )

خانه هوشمند

شرکت آرمان داده افزار

استاد راهنما : جناب دکتر کریم زادگان

تهیه کننده : محمد فلاح حسینی

مقدمه:

یکی از مزایای رشد سریع فن آوری اطلاعات، توسعه سیستمهایی است که می توانند تغییرات اطراف ما را اندازه گیری و ارزیابی کرده و نسبت به آنها عکس العمل داشته باشند. این توانایی در کنترل تغییرات ، منجر به تغییر طراحی در محیط فیزیکی اطراف ما، بخصوص ساختمانهایی که در آنها زندگی و یا کار می کنیم گردیده است.

در نتیجه این تغییر، ما شاهد رشد وسیع و مهمی در زمینه ساختمانهای هوشمند (( ساختمانهایی که سیستمهای ارتباطاتی و فن آوری اطلاعات را ترکیب کرده و یک سیستم یکپارچه راحت، با امنیت بالا، سودمند از لحاظ اقتصادی و در نهایت با هزینه پایین بوجود می آورند)) هستیم.

فصل اول

تعاریف

(1-1)تعریف ساختمان هوشمند

بطور کلی ساختمان هوشمند، ساختمانی است که مجهز به یک زیر ساختار ارتباطاتی قوی بوده که می تواند به صورت مستمر نسبت به وضعیتهای متغیر محیط عکس االعمل نشان داده و خود را با آنها وفق دهد و همچنین به ساکنین ساختمان این اجازه را می دهد که از منابع موجود به صورت موثر تری استفاده نموده و امنیت و آرامش آنها را افزایش دهد.

مانند همه صنایع در حال رشد دیگر، در این صنعت نیز رقابت هایی به چشم می خورد. ما باید متوجه این موضوع باشیم که بیشتر گسترش در هر صنعتی را سازندگان آن صنایع بوجود می آورند و نه خریداران آنها. برای مثال با یک نگاه به صنعت اتومبیل سازی متوجه می شویم که، هر چقدر یک اتومبیل بیشتر لوکس باشد، همانقدر بیشتر مجهز به تجهیزات الکترونیکی است. این تجهیزات الکترونیکی، کارهایی را انجام می دهد که لزوماً قابل استفاده در همه جا و بوسیله همه کس نیست. ولی بسیاری از همین تجهیزات که قبل از این بعنوان تجهیزات اضافی بر روی اتومبیل ها تلقی می شدند امروزه بعنوان تجهیزات استاندارد برای اتومبیلها محسوب می شوند. برای مثال چند نفر از ما به یاد داریم که کمربند ایمنی بصورت اتوماتیک تنظیم نمی شود؟ یا اینکه روزانه چند اتومبیل بدون کولر در ایران فروش می رود؟ اگر این سئوالها پانزده سال پیش پرسیده می شد حتماً جوابها بسیار متفاوت از جوابهای امروز بود.

هزینه های جاری یک ساختمان معمولاً هزینه های سربار زیادی را برای انواع مشاغل و ساکنین ایجاد می کند و همین موضوع می تواند در سود دهی نقش عمده ای را ایفا نماید. به علاوه، خیلی از سازمانها در دنیا به صرفه جویی در مصرف انرژی و هر چه بهتر کردن محیطهای کاری و زندگی خود روی آورده اند.

صاحبین مشاغل مختلف به صرفه جویی در مصرف انرژی و بهینه سازی محیط زندگی و کم کردن هزینه های سرویس و نگهداری، برای اینکه بتوانند به هدف نهایی خود برسند و نیاز به امنیت و در دسترس بودن اطلاعات در زمان حقیقی را برآورده نمایند روی آورده اند تا جایی که این تغییرات حتی در شرکتهای بسیار کوچک نیز به چشم می خورد.

مدت زیادی نیست که بحث درباره موضوع ساختمان های هوشمند در محافل عمومی مطرح گردیده است. حال ببینیم که واقعاً یک ساختمان هوشمند چگونه ساختمانی است؟

تعریفی که درباره یک ساختمان هوشمند عنوان می شود اینچنین است:

"  یک ساختمان هوشمند ساختمانی است  که در بر  دارنده محیطی پویا و مقرون به  صرفه بوسیله یکپارچه کردن چهار عنصر اصلی یعنی سیستمها ، ساختار ، سرویسها ، مدیریت و رابطه میان آنها  می باشد."

یک ساختمان هوشمند امکانات خود را از طریق سیستمهای کنترل هوشمند ارائه می نماید.

این سیستمها عبارتند از:

1. سیستم کنترل گرما و شرایط دمایی (HVAC)

2. سیستم کنترل روشنایی (Lighting Control)

3. سیستم کنترل تصاویر (CCTV)

4. سیستم کنترل دسترسی (SACS)

5. سیستم اعلام حریق آدرس پذیر (FAS)

6. سیستم اطفاء حریق (FFS)

7. سیستم توزیع دیتا (DSC)

8. سیستم توزیع تلفن (TEL)

9. سیستم آنتن مرکزی و توزیع سیگنال (SMATV) RF,IF

10. سیستم مدیریت یکپارچه اطلاعات (MIS)

11. سیستم شبکه گسترده اطلاعات (WAN)

12. سیستم توزیع برق اضطراری (UPS,GPS)

13. سیستمهای اخباری خطرات احتمالی (سیستم کنترل لرزه)

14. یکپارچه سازی سیستمهای ذکر شده بالا (IBS)

(2-1)مزایای یک ساختمان هوشمند

مزایای یک ساختمان هوشمند از طریق پیاده سازی سیستمهای ذکر شده به همراه مزایای یک سیستم یکپارچه کامل ارائه می شود.

همانطوری که مشخص است هر یک از زیر سیستمهای مذکور خود به تنهایی مزایای بسیاری را در راستای کنترل ساختمان ایجاد می نمایند. با داشتن پیش فرض امکانات بسیار سودمند فوق، همپوشی و تعامل سیستمهای فوق بر این مزیت می افزاید.

برای مثال، در نظر بگیرید که حریقی در یک ساختمان به وقوع بپیوندد، سیستم اعلام حریق با سیستم امنیتی بصورت خودکار ارتباط برقرار می کند و از این طریق قفلهای کلیه دربها باز میشوند و مردم می توانند به راحتی از محل حریق دور شوند و سیستم امنیتی با سیستم HVAC نیز ارتباطی خودکار برقرار کرده و از این طریق هوای سالم جایگزین هوای آلوده می شود. علاوه بر این مزایا یک ساختمان هوشمند مزایای زیر را نیز برای صاحبان این نوع ساختمان ها به  ارمغان می آورد.

· محیط کابل کشی استاندارد (UPT & Fiber)

· مدیریت متمرکز کل سیستم

· صرفه جویی در مصرف تاسیسات حرارت مرکزی

· صرفه جویی در مصرف برق

· صرفه جویی در هزینه کابل کشی های آتی و پراکنده

· بالا رفتن کیفیت سرویس ساختمان (ارزش ساختمان)

· درآمد برای سرمایه گذاران اصلی ساختمان بصورت کاهش شارژ خدماتی

· بالا رفتن ضریب تجمل (لوکس) ساختمان

(1-2-1)یک ساختمان هوشمند چگونه مقرون به صرفه عمل می کند؟

اصول یک ساختمان هوشمند می گوید که هزینه های واقعی یک ساختمان فقط هزینه های ساخت نیست بلکه باید به آنها هزینه های راهبری و تعمیرات را نیز اضافه کرد. ساختمان هوشمند تمامی این هزینه ها را بوسیله کنترل اتوماتیک و یکپارچه ، مخابرات، و سیستم مدیریت کم می کند.

(2-2-1)نمودار چرخه هزینه ها در یک ساختمان

در نمودار زیر هزینه های مربوط به یک ساختمان در طول عمر معمولی حدود 40 سال دیده می شود. همانطور که در این نمودار مشخص است نگهداری بیشترین سهم را در هزینه های جاری یک ساختمان در طول عمر متوسط 40 سال آن دارا می باشد. در این راستا هزینه های نگهداری یک ساختمان هوشمند تا 50% کاهش می یابد که خود علاوه بر برگشت هزینه ها امکانات رفاهی بسیاری را ایجاد می نماید.

نمودار زیر نشان دهنده تفاوت هزینه ها در ساختمانهای سنتی و ساختمان های هوشمند می باشد.

(3-2-1)جدول مقایسه اتلاف انرژی

بر اساس گزارش سازمان محترم بهینه سازی مصرف سوخت، بخش ساختمان بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده، که ارزش آن به قیمت جهانی سالیانه بالغ بر شش میلیارد دلار می گردد.

در صورتی که می توان با اجرای سیستم های نوین کنترلی در ساختمانها، این هزینه را به شکل قابل توجهی کاهش داد و هزینه های نصب و پیاده کردن این سیستم را در مدت زمانی نه چندان دور از راه ذخیره انرژی جبران نمود.

(4-2-1)بالارفتن ضریب ایمنی جانی  (Life Safety)

ساختمانهای هوشمند در جهت ایمنی جانی با استفاده از فن آوری روز توانسته اند که سرعت زیادی به اصول قوانین ایمنی جانی و سیستمهای امنیتی بدهند و در همین زمان هزینه های این سیستمها را نیز پایین بیاورند.

فاکتورهایی که در ایمنی جانی در یک ساختمان هوشمند درگیر هستند عبارتند از:

· تلویزیونهای مدار بسته

· کنترل تردد بوسیله کارت

· آلارم شناسایی دود

· کنترل اضطراری آسانسور، HVAC و دربها

· برق اضطراری

· سیستمهای لرزه یاب

ادامه در : ساختمان هوشمند (فصل دوم)