سیستم های مدیریت هوشمند ساختمانBMS یادمان انرژی

در نظر گرفته مي شود بايد به گونه اي باشد كه علاوه بر قيمت مناسب ويژگي هاي مطلوب ديگري ازجمله بي صدا و بدون لرزش بودن را نيز دارا باشد. در موارد عادي با در نظر گرفتن اصول زير ميتوان به ميزان قابل توجهي از اتلاف انرژي جلوگيري نمود. کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی میتوانند به اجزاء مختلف دسترسی داشته باشند. از آنجائیکه پس از تنظیمات اولیه سیستم، کلیه کنترلها توسط رایانه صورت میپذیرد، نگرانی اشتباهات و کوتاهی پرسنل بهره بردار و در نتیجه بروز خسارات از بین می رود. امروزه BMS (Building Management System)  يا سيستم مديريتي ساختمان به يكي از گريز ناپذير ترين شاخه هاي علمي، تحقيقاتي و اجرايي در ساختمانها به منظور نظارت اتوماتيك و كنترل تاسيسات تبديل گرديده است. در آغاز قرن 23 هنرمندان تلاش کردند مجسمه هایی بسازند که دارای اعضای متحرک باشند.

معمولاً مدت زمان لازم براي انجام يک مميزي انرژي سريع بين 3 تا 5 روز مي باشد. هزينه هاي پياده سازي BMS در ابتدا ممکن است زياد به نظر برسد، اما پياده سازي اين سيستم باعث بازگشت سرمايه خواهد شد. هدف اصلي استفاده از سيستم BMS دريک ساختمان، ذخيره سازي انرژي و مصرف صحيح و بهينه از امکانات مي باشد كه نتيجه  اين هدف علاوه بر ذخيره سازي انرژي، بازگشت سرمايه اوليه اجراي BMS مي شود. بحث ديگري كه در بازگشت سرمايه نقش دارد استفاده بهينه از امکانات ميباشد كه باعث افزايش عمر تجهيزات مي شود. مثلاً در سيستم تأسيسات مکانيکي با تقسيم زمان هاي كاركرد بين تمام اعضاي يک مجموعه (مثل مجموعه پمپ هاي سيركولاسيون) فشار كاري بين تمام اعضاء تقسيم مي شود.

Zwave از توپوتوژی شبکه مش استفاده می کند و اگر حتی دو نقطه ی A و B یکدیگر را پوشش ندهند از طریق نقطه ی) B بین این نقاط) انتقال انجام می شود. در صورت در دسترس نبودن یک مسیر صادر کننده ی پیام مسیرهای دیگر را برای رسیدن به مقصد امتحان می کند. اگر در يك لحظه دو سيگنال X10 ارسال شود تداخل بوجود آمده و گيرنده‌ها پاسخ مناسب را نشان نخواهند داد. برخي كنترل‌كننده‌هاي X10 نمي‌توانند در توان‌هاي پايين (زير ۵۰ وات) عملكرد مناسبي داشته‌باشند. يا حتي اصلاً كار نخواهند كرد و يا حتي با وسايلي مثل فلورسنت ها كه بار مقاومتي زيادي ندارند مشكل ساز خواهند شد.

البته کاربرد سیستم‌های HVAC مصرف انرژی را تا حد زیادی با کاهش روبرو ساخته است. در جهت کاهش هزینه‌های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تکنولوژی و بکارگیری فناوری ارتباطات و رایانه عملکرد سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان چشمگیرتر می‌شوند که در مجموع صرفه‌جویی انرژی را در بر خواهد داشت. سیستم خانه هوشمند، یک سیستم کامل اتوماسیون منزل است که به وسیله‌ی اینترنت اشیاء و نرم‌افزارهای کاربردی طراحی شده است. این سیستم به ساکنین اجازه می‌دهد تا تمامی اجزای خانه شامل روشنایی، سیستم گرمایش و سرمایش، سامانه‌های امنیتی، دستگاه‌های الکترونیکی و سایر امکانات خانه را به صورت متصل و هوشمند کنند.سیستم خانه هوشمند از حسگرها برای اندازه‌گیری شرایط مختلف اطراف خود استفاده می‌کند. این حسگرها می‌توانند مقادیری مانند دما، رطوبت، نور، صدا و حتی حرکت را اندازه‌گیری کنند.

با برنامه‌ریزی دقیق، انتخاب تجهیزات مناسب و آموزش نیروی انسانی، می‌توان از بسیاری از این چالش‌ها جلوگیری کرد و از مزایای این سیستم‌ها بهره‌مند شد. وجود عایق در دیوارها، سقف و کف اتاق‌ها مصرف انرژی را تا 25 درصد کاهش می‌دهد. در مورد سقف‌های سفالی باید از عایق‌هایی که به صورت فویل دولایه هستند استفاده کرد. پیشنهاد می‌شود چنانچه زیر کف خالی باشد هوای داخل این فضا نیز تهویه شود. با تبدیل شدن سیستم‌های اختصاصی غیر اقتصادی، تأمین کنندگان EMS شروع به ارائه راه حل‌هایی بر اساس سیستم عامل‌های سخت‌افزاری استاندارد صنعتی مانند تجهیزات دیجیتال (بعدا ( Compaq ) سپس  HP) ، IBM و Sun ) کردند.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان می تواند به عنوان پلی بین طرف مصرف کننده و شبکه برق برای اجرای پاسخ به تقاضا عمل کند و رویای شبکه هوشمند را قابل مشاهده کند. نگهداری انرژی یا مدیریت مصرف انرژی راهکاری است که باعث تنظیم و بهینه‌سازی استفاده از سیستم‌های مصرف کننده انرژی می‌گردد. در مباحث مدیریت انرژی سعی می‌شود، بدون در نظر گرفتن کاهش یا ثبات هزینه‌ها، نیاز به مصرف انرژی در خروجی کاهش پیدا کند. نگهداری انرژی به معنای کاهش مصرف انرژی به واسطه استفاده کم‌تر از منابع انرژی است. برای مثال شما می‌توانید برای نگهداری انرژی مصرفی حاصل از سوخت خودروی خود، کمتر رانندگی کنید و یا اینکه برای افزایش بهره‌وری بهتر از میزان سوخت مصرفی خود از خودروی کم مصرف‌تری استفاده کنید.

این سیستم‌ها با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته و هوشمند، امکان کنترل و مدیریت منابع انرژی را فراهم می‌کنند. در این مقاله به نحوه عملکرد سیستم مدیریت انرژی در ساختمان پرداخته می‌شود و نقش آن در بهینه‌سازی مصرف انرژی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با وجودیکه اجرای سیستم مدیریت ساختمان سبب افزایش هزینه های ساخت ساختمان می گردد، میزان صرفه جویی در هزینه های جاری ساختمان ناشی از اجرای این سیستم، می تواند در مدت کوتاهی هزینه های اولیه را جبران نماید و بعلاوه سطح بالاتری از آسایش را برای ساکنان به همراه داشته باشد. سیستم های کنترل هوشمند دارای سطح انعطاف پذیری بالایی هستند که می توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. همچنین در هنگام بهره برداری به راحتی می توان عملیات تغییر و بهینه سازی برای راهبری بهتر و کاهش هزینه های انرژی و کاهش هزینه های تعمیراتی را انجام داد.

در حقیقت هدف اصلی از طراحی ساختمان هوشمند استفاده از تکنولوژی مدرن در سیستم گرمایشی، روشنایی و امنیتی ساختمانها می باشد که باهم در ارتباط باشند. در حال حاضر بزرگترین مانع بر سر راه هوشمند کردن ساختمانها مشکلات اقتصادی و قیمت آنها می باشد. مصرف انرژی در ساختمان های کشور بیش از  40% انرژی تولیدی سالانه است که معادل 30% درآمد حاصل از فروش نفت است. عملیات بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانها را می توان از طریق ممیزی انرژی و مطالعات پیش امکان سنجی و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای در حال طراحی و با اعمال ضوابط و آئین نامه های مقررات ملی ساختمان اجرایی کرد. همچنین می توان با اجرای سیستمهای نوین در ساختمانها این هزینه را به شکل قابل توجهی کاهش داد و هزینه ای را که برای پیاده کردن این سیستم اجرا می شود در مدت زمان کوتاهی از راه ذخیره انرژی بدست آورد. سیستم مدیریت ساختمان (BMS ) یا سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS ) به سیستمی اطلاق می شود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجزای خود کنترل قسمت های مختلف ساختمان و نمایش خروجی های مناسب را برای کاربر امکان پذیر می نماید.

اغلب سیستم‌های مدیریت انرژی، تجهیزاتی برای خواندن مقدار برق، گاز و آب مصرفی مهیا می‌کنند که با دربرداشتن یک سیستم خودتشخیصی، قادر به بهینه‌سازی انرژی بر اساس قوانین اصولی هستند. هند در آگوست 2012 با همان خاموشی مواجه شد که منجر به بی برقی حدود 650 میلیون نفر شد. در نتیجه نیاز به توسعه سیستم مدیریت انرژی ساختمان هوشمند به یک ضرورت تبدیل می شود. سیستم مدیریت انرژی ساختمان هوشمند به معنای سیستمی است که مجموعه ای از تکنیک ها را برای نظارت و کنترل نیازهای انرژی ساختمان با حفظ کیفیت خوب زندگی در محل ساختمان ارائه می دهد. علاوه بر این، هدف یک سیستم مدیریت انرژی ساختمان معمولی بهینه سازی استفاده از انرژی، کاهش هزینه انرژی و بهبود اثرات زیست محیطی است. سیستم‌های مدیریت انرژی در ساختمان‌ها یکی از ابزارهای کلیدی برای مقابله با چالش‌های مرتبط با مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست هستند.

این یک دستگاه مبتنی بر وب است که به طور مداوم مصرف انرژی را نظارت و کنترل می کند. مرجع اجزای سخت افزاری اصلی مورد نیاز برای انجام نظارت و کنترل وسایل مصرف نهایی را مورد بحث قرار داد. تکنولوژی و روش‌های اندازه‌گیری هوشمند در ساختمان‌ها به مصرف‌کنندگان انرژی در بخش تجاری و مسکونی این امکان را می‌دهد که به صورت نموداری اثری که مصرف انرژی توسط آن‌ها بر محل کارشان یا خانه‌هایشان می‌تواند داشته باشد، ببینند. از این رو، استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی انرژی در ساختمان‌ها، ابزارهای بسیار مفیدی هستند که به بهبود کارایی انرژی، کاهش هزینه‌ها و کمک به محیط زیست کمک می‌کند. هم اکنون نیمی از ساختمان هاي بالاي متر مربع در سطح کشور آمریکا که در انها از انواع سیستم هايBMS استفاده شده است، چیزي بالغ بر 10 درصد کل انرژي مصرفی در ساختمانهاي بالاي متر مربع را صرفه جویی می کنند. هدف از طراحی مکانیزم های فعال، ایجاد تغییر شکل های کنترل شده در سازه های تغییر شکل پذیر است.

مدیریت مصرف انرژی در ساختمان‌های هوشمند تاثیر به سزایی در صرفه‌جویی مصرف انرژی دارد. وابسته کردن نور و سیستم تهویه به حضور شخص و برنامه‌ریزی دمای اتاق‌ها در ساعات مختلف شبانه‌روز از مصادیق مدیریت مصرف انرژی می‌باشد. در این مقاله به بررسی و معرفی سیستم‌های جدید خانه هوشمند BMS و EMS و همچنین به اجزای نسل جدید و نسل قدیم و تفاوت‌های آن‌ها می‌پردازیم. کنترلر مرکزی مغز سیستم مدیریت انرژی محسوب می‌شود که تمامی اطلاعات و داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط حسگرها را تحلیل می‌کند. این بخش وظیفه اجرای الگوریتم‌های پیچیده برای تعیین بهترین تصمیمات مدیریتی را بر عهده دارد.

سیستم مدیریت انرژی ساختمان نه تنها آسایش حرارتی داخلی را فراهم می کند، بلکه محیطی امن و سالم را در ساختمان های مسکونی از جمله ساختمان های سازمانی، تجاری و صنعتی ایجاد می کند و می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان ، در واقع سامانه‌های مدیریت سیستم‌های تأسیساتی مبتنی بر رایانه هستند که خدمات فنی ساختمان و مصرف انرژی دستگاه‌های برقی را که در ساختمان تعبیه شده‌اند، کنترل، نظارت، اندازه‌گیری و بهینه‌سازی می‌کنند. سیستم مدیریت انرژی ساختمان، تأسیسات ساختمانی اعم از روشنایی، گرمایش، تهویه‌ی مطبوع (HVAC) و تجهیزات اتاق‌ها را به یکدیگر مرتبط می‌سازد تا یک پلتفرم مجزا و مرکزی برای مدیریت مصرف انرژی ساختمان ایجاد کند. افزون بر این، این امکان را فراهم می‌کند تا کاربران از راه دور، بتوانند بر کلیه‌ی این فرایندها نظارت و کنترل داشته باشند. برای این منظور، نیاز به تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری خاص می باشد که با گرد آوری اطلاعات محیطی و انتقال داده ها به سیستم مرکزی، روند کنترل و مدیریت ساختمان اجرا می گردد. یک EMS قادر است مشکلات پیرامون مصرف انرژی را در ساختمان تشخیص دهد و تعیین کند که در چه مکانی می‌توان با صرفه‌جویی در مصرف انرژی، بازده انرژی کل ساختمان را ارتقا بخشید.

همچنین کاهش سطح پنجره و استفاده از شیشه‌های دوجداره از اتلاف گرما یا سرما جلوگیری می‌کند. از آنجایی که BEMS شرایطی مانند دما، روشنایی، کیفیت هوا، تهویه، رطوبت و غیره را کنترل می کند. شرکت MDT با بیش از 20 سال سابقه درخشان در عرصه فن آوری طراحی و تولید دستگاه های الکترونیکی، امروزه یکی از قدرتمندتر تولیدکنندگان تجهیزات KNX در اروپا می باشد. امکان کنترل وضعیت هواشناسی، کنترل رطوبت، مصرف حریان الکتریکی، کلید روشنایی و سیستم سرمایشی گرمایشی . S-Mode یاهمان “System Mode” یا حالت سیستمی که تجهیزاتی هستند که در ساخت سیستم‌های اتوماسیون سفارشی به‌کار گرفته می‌شوند.

ممكن است كنترل كننده بعد از تشخيص سرقت از پروتكل X10 جهت روشن كردن چراغ‌ها، به صدا درآوردن آژير و … استفاده نمايد. كنترل‌هاي پيشرفته‌تر مي‌توانند وسايل بيشتري را كنترل كرده و يا مي‌توانند نقش يك تايمر را ايفا نمايد كه درزمانهاي معيني كارهاي از پيش تعيين شده‌اي را انجام مي‌دهند. همچنين برخي از اين كنترلها مي‌توانند به كمك Motion-detector ها يا Photo cell‌ ها چراغ‌ها را روشن يا خاموش نمايند. –  احتياجي با سيم كشي مجدد در ساختمان نداشته و به همین دليل هزينه و زمان نصب اندكي دارد. X10 به‌عنوان اولين تكنولوژي domotic در سال ۱۹۷۵ توسط شركت Pico Electronics اختراع شد كه هنوز هم به‌عنوان پركاربردترين اين تكنولوژي‌ها مطرح مي‌باشد. امروزه از اين تكنولوژي در سرتاسر دنيا به خصوص در مواقعي كه امكان استفاده از شبكه هاي باسيم و يا كابل كشي در سطح فيلد (Field) وجود ندارد استفاده مي گردد.

اين ماژول‌ها با كمك تراياك لامپ را روشن و خاموش و يا پرنور وكم‌نور مي‌نمايند. اين ماژول ها هيچ صدايي را ندارند و باري بين ۴۰ تا ۵۰۰ وات را كنترل مي‌نمايند. براي بارهايي غير از لامپ‌هاي معمولي مثل فلورسنت و يا لامپ هاي متال (دشارژ بسيار سريع) و يا وسايل الكترونيكي ماژول‌هاي لامپ مناسب نيستند و يك ماژول وسايل برقي بايستي به‌كارگرفته شود. اين ماژول‌ها جهت روشن و خاموش كردن وسايل از يك رله Impulse استفاده مي‌نمايند. اين ماژول ها غالباً براي كنترل وسايلي كه از آمپر‌هاي خيلي كم تا حدود ۱۵A را استفاده مي‌نمايند استفاده مي‌شوند.

اين كار با در نظر گرفتن اطلاعات اوليه اي كه كارفرما به سيستم مي دهد و همچنين داده هايي كه سيستم به عنوان پيش فرض دارد ازجمله تغييرات روزانه و فصلي شرايط آب و هوايي طرح و نحوهي انتخاب تجهيزات صورت مي گيرد. درنتيجه فرآيند مصرف تصاعدي انرژي و ايجاد هزينه هاي بالا براي نگهداري ساختمان از بين مي رود و همچنين ميزان آسايش ساكنين در ساختمان افزايش مي يابد. سیستمهای M&E) ایستگاههای مهندسی و اپراتوری سیستم)  در این بخش قرار دارند و از طریق ورودی و خروجیهایی به کنترلرهای یکپارچه منتقل می شوند. این انتقال ممکن است به طور مستقیم و یا از طریق تابلوهای طراحی شده صورت گیرد. اجزاء پس از خاموش شدن سیستم وجود داشته و شامل سیستمهای I/O، کنترلرها و نرم افزارهای ارتباطی با سطح 2 می باشد و تمامی الگوریتمهای کنترلی و منطقی در این سطح انجام می شود.

کاربران می توانند به سرعت یک ساختار واقعی را ترسیم کنند یا آن را از یک فایل CAD موجود وارد نرم افزار کنند سپس عملکرد انرژی را برای ارزیابی کنند. نرم افزار Energy Plus یک نرم‌افزار شبیه‌سازی انرژی ساختمان است که توسط اداره انرژی آمریکا (DOE) توسعه یافته است. این نرم‌افزار قابلیت مدل‌سازی جزئیات دقیق و شبیه‌سازی برخورداری از سیستم‌های حرارتی، سرمایشی، تهویه مطبوع، الکتریکی و نورپردازی را دارد. بکارگیري سیستم هاي هوشمند در ساختمانها، علاوه بر مزایاي بیشماري که دارد باعث مصرف بهینه انرژي در صورتهاي مختلف و در نتیجه کاهش شدید هزینه هاي انرژي خواهد گردید. ساختمان هوشمند ساختمانی است مرکب از سیستمهاي کنترلی مختلف که هر یک در انجام فعالیت هاي مرتبط هوشمندانه عمل کرده و در ارتباط و تعامل همیشگی با یکدیگر اند.

به وسیله اطلاعات ارائه شده میتوان تصمیمات درستی برای زمان حال و همچنین آینده گرفت. شرکت خانه انرژی با تکیه بر دانش تیم  IT و برنامه نویس خود قادر است تا علاوه بر شرح خدمات ارائه شده در فوق، نرم‏ افزار پیشنهادی را در قالب موارد مورد نیاز کارفرما و  صلاحدید فرآیندهای خاص تنظیم نماید. EcoStruxure Building (که قبلاً به عنوان راه حل SmartStuxure Lite شناخته می شد) متخصص که راهی سریع و آسان برای نظارت و کنترل ساختمان های کوچک تا متوسط ​​با استفاده از یک رابط وب بدون هزینه مجوز و فناوری های بی سیم است. EcoStruxure یک معماری سیستم یکپارچه است که به منظور کنترل، نظارت و مدیریت کل عملکرد سازمانی طراحی شده است. کلمبو روش EcoStruxure را در قالب فرآیند چرخه عمر چهار مرحله ای مورد بحث قرار داد که در شکل 5 نشان داده شده است. (IoT شبکه ای از اشیاء فیزیکی است که می توان از طریق اینترنت نظارت و کنترل کرد).

دوست عزیز اگر علاقمند به فعالیت در حوزه فناوری بیم هستید، می توانید از قسمت ارتباز با ما فرم همکاری را کامل و ارسال فرمایید. ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید. هر سنسور یک میکروپروسسور دارد( باعث انعطاف پذیری سیستم در تغییر یک سنسور به جای دیگری). شبکه برق ساختمان (برگرفته از استانداردهای EIB و EH، ‌شبیه آن چیزی که X1O عمل می‌نماید). بسیار کوچک از نظر اندازه ی سخت افزار که آنرا برای مجتمع شدن با دیگر وسایل مناسب می کند.

تمام حقوق ابن وب سایت متعلق به شرکت کنترل انرژی پاسارگاد می باشد و کپی برداری از اطلاعات و طرح های انجام گرفته بدون ذکر مرجع، پیگرد قانونی به همراه خواهد داشت. شرکت Fike انگلستان ارائه دهنده راهکارها و محصولات تراز اول جهان در زمینه سیستم های اعلان و اطفای حریق و سیستم های آشکارساز می باشید. این شرکت با ارائه طیف وسیعی از محصولات و سیستم های مبتنی بر فناوری های نوین، یکی از قدرتمندترین تولیدکنندگان محصولات هوشمند در زمینه ایمنی ساختمان می باشد. شرکت Oventrop آلمان یکی از شرکت های پیشرو در زمینه تولید شیرهای کنترلی، ترموستاتیک و … می باشد. شیرهای کنترلی Oventrop در انواع Mixing و Diverting کاربردهای گوناگونی را پوشش می دهند.

برخی از نرم‌افزارهای منبع باز مانند Freedomotic ، Open Remote  و openHAB  و غیره در دسترس هستند، اما این نرم‌افزارها قادر به اجرای درخواست پاسخ نیستند. سیستم مدیریت انرژی (EMS) سیستم اتوماسیونی است که داده‌های مربوط به انرژی را جمع‌آوری کرده و از طریق نمودارها، ابزارهای نظارت آنلاین، گزارشات و… به کاربران ارائه می‌دهد. EMS شامل مجموعه‌ای از فعالیت‌ها، سخت‌افزارها و نرم‌افزارها است که به شما اطمینان می‌دهند انرژی در ساختمان تحت کنترل بوده و هدر نمی‌رود. نرم‌افزار Design Builder یکی از نرم افزارهای کاربردی برای طراحی و شبیه‌سازی کارایی انرژی در ساختمان‌ها است. این نرم‌افزار با ارائه امکانات و ویژگی‌های کاربردی، به مهندسان، معماران و محققان امکان تحلیل جامع و بهینه‌سازی کارایی انرژی ساختمان‌ها را می‌دهد.

ثبت حجم زیادی از اطلاعات در مرکز داده، به‌تنهایی هیچ سودی برای کاربر سیستم نخواهد داشت. این اطلاعات تنها در صورتی قابل‌استفاده و سودمند خواهند بود که تجزیه و تحلیل شده و اطلاعات معناداری را به‌منظور مدیریت ساختمان تولید نمایند. نرم‌افزار Energy3D یکی دیگر از نرم افزارهای شبیه‌سازی انرژی و طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع و نورپردازی در ساختمان‌ها است. این نرم‌افزار توسط شرکت “Concord Consortium” توسعه داده شده است و به مهندسان، معماران و محققان امکان تحلیل جامع و بهینه‌سازی کارایی انرژی و همچنین طراحی مدل‌های ساختمانی با استفاده از رابط کاربری کاربرپسند ارائه می‌دهد. سیستم مدیریت هوشمند ساختمان سعی دارد تا با بهره گیری از فناوری های کنترلی، مدیریت منابع و خدادهای یک ساختمان را بسته به نوع کاربری آن (مسکونی، اداری، تجاری و …) در دست بگیرد.