نه‌فقط در ایران که در بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته هم، اغلب مردم درباره تکنولوژی از روی ظاهر قضاوت میکنند؛ یعنی به‌دقت آنچه را نیازشان است، تهیه نمی‌کنند. همین گوشی‌های تلفن همراهی را که امروزه پیشرفته‌ترین‌شان دست خیلی‌ها هست نگاه کنید؛ گاهی فقط برندها از روی چشم‌وهم‌چشمی و نه کاربردی که دارند، انتخاب می‌شوند.
اما نکته اینجاست که اگر شناخت‌مان را نسبت به آنچه برای آسایش و بهره ما تولید و عرضه می‌شود افزایش دهیم مطمئنا، هم درست هزینه می‌کنیم و هم از وجودشان لذت می‌بریم. البته که بهره‌مندی از خیلی ابزارهای نوین، گران تمام می‌شود و این مسئولان هستند که با برنامه‌های بلندمدت می‌توانند استفاده از ابزارهایی را که هم به حفظ محیط‌زیست کمک میکنند و هم رشد اقتصادی پایدار شهرها و ذخیره سرمایه‌های اجتماعی و ذخایر انرژی را به دنبال دارند، با وام‌ها و سیاست‌های تشویقی، توسعه دهند. همه اینها را گفتیم تا به تکنولوژی‌های نوین خانه‌های سبز با مدیریت هوشمند برسیم.
این یکی از سرفصل‌هایی‌است که مدیران شهری تهران هم بر آن تأکید دارند. اما باید قبول کرد که پایتخت ایران با شهرهایی مثل اشتوتگارت ، استکهلم، وین، ملبورن، نیویورک، مادرید، توکیوو چندین شهر دیگر رده‌بالای هوشمند جهان فاصله معناداری دارد؛به همین منظور قصد داریم که در سلسله‌مطالبی شما را بیشتر با حوزه ساختمان‌های هوشمند آشنا کنیم.2 پژوهشگر شهری و الکترونیک در این مسیر به ما کمک میکنند.
در طول 50سال گذشته، علم و تکنولوژی با سرعت فزاینده‌ای رو به توسعه بوده است. به‌عنوان‌مثال، امروزه از گوشی‌های تلفن همراه، با ظرفیتی بیش از کامپیوترهای به‌کاربرده‌شده برای سفر به ماه، استفاده می‌شود. این انقلاب تکنولوژیک در صنعت برق خانه‌ها و ساختمان‌ها نیز وجود دارد. به‌عنوان‌مثال، در‌حالی‌که سیستم سوئیچ سنتی همچنان برای استفاده در ساختمان‌های مسکونی رایج است، نیازها و پیچیدگی‌های این ساختمان‌ها نیز رو به افزایش است.
به‌دلیل چنین گستردگی‌هایی به تجهیزات اضافی چون رله‌ها، تایمرها و حتی سیم‌کشی اضافه نیز نیاز است. حال نکته اینجاست که ساختمان‌هایی با کاربری عمومی نظیر ساختمان‌های اداری‌ـ تجاری و هتل‌ها، تجهیزات به‌مراتب بیشتری برای رویارویی با این نیازها لازم دارند.
این در صورتی‌است که بهره‌مندی از تجهیزات هوشمند ساختمانی در سیو (ذخیره‌سازی) انرژی، امری بدیهی و کتمان‌ناشدنی به حساب می‌آید. برای روشن‌ترشدن قضیه باید گفت که در اکثر کشورهای جهان مصرف انرژی در ساختمان‌ها حدود ۴۰درصد از کل انرژی مصرفی را به خود اختصاص می‌دهد؛
در کشور ما ایران نیز مطابق با نمودار جریان انرژی در سال۱۳۹۳(برگرفته از ترازنامه انرژی ایران، منتشر‌شده توسط سازمان بهره‌وری انرژی ایران ) از کل مصرف نهایی انرژی کشور که برابر با ۱۱۶۰٫۶ میلیون بشکه معادل نفت خام است، حدود ۳۸درصد در بخش ساختمان‌های خانگی و تجاری و عمومی مصرف می‌شود که از این مقدار حدود ۸۶درصد، به مصرف انرژی‌های فسیلی و حدود ۱۴درصد به مصرف برق ارتباط دارد. افزون بر این، آمار نشان می‌دهد که بین مؤلفه‌های مصرف انرژی در ساختمان، سیستم‌های تأسیسات مکانیکی و الکتریکی، مصرف‌کنندگان عمده انرژی هستند؛ بنابراین توجه ویژه به عوامل مؤثر در میزان مصرف انرژی در فرایندهایی نظیر سرمایش، گرمایش، تهویه مطبوع و همچنین روشنایی ساختمان، تأثیر بسزایی در بهینه‌سازی مصرف ساختمان دارد.
- مدیریت انرژی ،حفاظت منزل،ابزار خدماتی
در زمینه طراحی و پیاده‌سازی این محصولات، علاوه بر اروپا، آمریکا و ژاپن نیز وارد عمل شده‌اند و پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌اند. در اوایل کار (حدودا از سال۱۹۷۳ تا۱۹۹۰) این تکنولوژی‌ها مورد حمایت دولت‌ها واقع نشدند اما پس از مشاهده کارایی مناسبی که در زمینه کاهش مصرف انرژی و همچنین راحتی افراد داشتند، مورد حمایت برخی دولت‌ها قرار گرفتند.
اگر مسئله BMS را به 2بخش تقسیم کنیم و منظور از بخش اول، مبحث حفاظت، مانند سیستم‌های آلارم باشد، حدودا 10درصد از کل ساختمان‌های اروپا از سال۱۹۹۰ تاکنون به آن مجهز شده‌اند و اگر منظور از بخش دوم، فقط مدیریت انرژی در ساختمان باشد، فقط 5/0 درصد کل ساختمان‌های اروپا به آن مجهز شده‌اند. علت این امر به قیمت بالای این تکنولوژی برای مصرف‌کننده بر می‌گردد که عدم استقبال را در پی داشته است. با‌توجه به این موضوع، طراحی سیستم‌ها با قیمت کمتر در این زمینه، در رواج این سیستم‌ها حتی در کشورهای غیرصنعتی نیز از اهمیت خاصی برخوردار است.
- سیستم مدیریت انرژی ساختمان (BEMS) چیست؟
واژه‌های سیستم مدیریت ساختمان و سیستم مدیریت انرژی ساختمان معمولا در عمل با یکدیگر کاملا معادل هستند. تقریبا تمامی سیستم‌های BMS به‌نوعی مدیریت انرژی را در خود دارند؛ حداقل به‌عنوان یک آپشن اختیاری؛ بنابراین همگی را می‌توان «سیستم مدیریت انرژی ساختمان» نامید. در ادامه، به جای سیستم مدیریت ساختمان، از واژه سیستم مدیریت انرژی ساختمان (BEMS) استفاده می‌کنیم؛ با این حال، توجه شود که مقصود از آن، چیزی برخلاف BMS نیست.
برای روشن‌ساختن مدیریت انرژی در سیستم‌های BMS، 2راهکار در پیش گرفته شده است: نخست، در بخش معرفی زیر‌سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان، شرح مختصری بر مدیریت انرژی در هر زیر‌سیستم داده شده، سپس در یک بخش مجزا، عملکردهای مدیریت انرژی در سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان شرح داده شده است.
- افزایش عمر مفید و کاهش خرابی
یکی از قابلیت‌های سیستم BMS جمع‌آوری اطلاعات دقیق از تمامی تجهیزات حرارتی و برودتی نظیر فن، پمپ، فیلتر، شیرهای برقی، دمپرها، چیلر، بویلر و... و همچنین تجهیزات الکتریکی نظیر ژنراتور برق اضطراری، ترانس، تابلوی برق، UPS و... روی کامپیوتر پست مرکزی‌است که می‌توان این اطلاعات را برای مدت طولانی ذخیره کرد.
با دریافت سریع آلارم خرابی تجهیزات و رفع سریع عیب آنها می‌توان عمر مفید تجهیزات را افزایش داد. همچنین با آنالیز اطلاعات و تصمیم‌گیری بموقع و منطقی می‌توان نرخ خرابی را کاهش داد. برای مثال، طبق برنامه می‌توان تصمیم گرفت که اگر یک پمپ در ۶ماه گذشته ۴مرتبه برای رفع نواقص فنی تعمیر شده است، آیا تعویض پمپ منطقی‌تر است یا تعمیر مجدد آن.
- کاهش هزینه‌های نگهداری
نگهداری و راهبری تأسیسات تهویه‌مطبوع در ساختمان‌های بزرگ نظیر برج‌های تجاری، اداری و بیمارستان‌ها با مشکلات فراوانی همراه است. زمانی که کنترل این تأسیسات با سیستم‌های متکی به خود (Stand alone) با کنترل‌های ساده انجام می‌شود، از روش‌های ساده (Gage) برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف نظیر درجه حرارت، فشار، رطوبت و... استفاده می‌شود.
گروه راهبری، مقادیر متغیرها را از نظر وضعیت و سلامت تجهیزات، با حضور و مشاهده فیزیکی یادداشت و برنامه تعمیراتی و راهبری خود را تدوین میکنند که این امر، وقت‌گیر و نیازمند پرسنل بسیار است. در‌عوض در سیستم BMS، سنسورها اندازه‌گیری پارامترها را به‌عهده دارند و انتقال اطلاعات آنها به کامپیوتر مرکزی به‌آسانی و بی‌درنگ انجام می‌گیرد و وضعیت سلامت یا خرابی تجهیزات نیز از طریق سنسورها و با وارسی تابلوی برق این تجهیزات به‌سادگی در کامپیوتر میسر می‌شود.
بهره‌مندی از تجهیزات هوشمند ساختمانی در ذخیره‌سازی انرژی، امری بدیهی به حساب می‌آید. برای روشن‌ترشدن قضیه باید گفت که در اکثر کشورهای جهان مصرف انرژی در ساختمان‌ها حدود ۴۰درصد از کل انرژی مصرفی را به خود اختصاص می‌دهد
- زندگی ایمن
در اینجا هم مثل ساختار کلی BMS ،یک ساختار هرمی داریم که در رأس هرم، سیستم امنیتی کل قرار دارد و مسائل مختلفی به شرح ذیل مطرح است:
1ـ رویت وضعیت امنیتی ساختمان
2ـ سیستم‌های امنیتی مثل آشکارسازی آتش و گاز
3ـ کنترل ورود و خروج‌های ساختمان و دسترسی به اطلاعات ورودی‌ها و خروجی‌ها
4ـ شناسایی خودکار افراد در ساختمان با استفاده از عکس آنها 5ـ هشدارهای مربوط به آتش‌سوزی‌های احتمالی
5ـ هشدارهای مربوط به آتش‌سوزی‌های احتمالی
6ـ استفاده از کارت‌های هوشمند و دارای کد برای افراد استفاده‌کننده
7ـ فراخوانی افراد یا اطلاعات به صورت از‌راه‌دور.
*زهره آزادفلاح
دکتری برنامه‌ریزی شهری، پژوهشگر شهری
*محمد عمادی
دکتری برق الکترونیک و متخصص هوشمندسازی