هوشمند سازی ساختمان

ما از صنعت اتوماسیون برای تعریف هوشمند سازی استفاده می­کنیم. در سال های گذشته، سیستم­های خودکار هم در عرصه صنعتی و هم در عرصه تجاری بسیار فراگیر شدند. اکثر سیستم­های حریق، امنیت، کنترل دسترسی، انرژی، نور، ارتباط و HVAC در زندگی امروزی اتومات شدند و برای سخت افزار و نرم افزار و خدماتی مثل نصب و آموزش مورد استفاده قرار گرفتند. در گزارشات اخیر برگرفته شده از گروه مشاوران ARC، کل درآمد سیستم اتوماسیون ساختمان­ها(BAS) مثل نرم افزار و خدمات در بازار جهانی BAS باید برای رشد و توسعه در سال آینده تا 5% افزایش یابند. Dedham، شرکت تحلیل توده­ای صنعت پیش بینی کرد که در مقایسه با سال 2004، بازار BAS مبلغی بالغ بر 25 میلیارد دلار درآمد داشت. BAS به مدیریت انرژی نیاز دارد. شرکت­هایی که دارای بشکه­های نفت با ارزش بیش از  6 دلار هستند، به دنبال بهینه سازی هزینه­ ها و کاهش آنها می­باشند.  نیاز به سیستم اتوماسیون بسیار لازم است و آیا این سیستم به هوشمند شدن نیاز دارد؟ کارشناسان هوشمند سازی ساختمان، به این سوال پاسخ منفی دادند. اتوماسیون تنها کلید طراحی و ساخت ساختمان­ها با کارایی بالایی از انرژی و هزینه کارآمد می­باشد که “هوشمند سازی” نامیده می­شود.

چه عواملی ساختمان را هوشمند می­کنند؟

دکتر فرانک Spitzer مهندس برق در گروه IBI در تورنتو بیان می­کند که هرکسی تعابیر مختلفی از هوشمند سازی ساختمان ارائه می­دهد. او مشاور چندین رشته در سازمان است که خدماتی را برای زمین شهرها، امکانات، حمل و نقل و سیستم پیشنهاد می­دهد. از نظر او، هوشمند سازی ساختمان ، توانایی استفاده مجدد از اطلاعات است که ترجیحا باید بین سیستم­های یکپارچه به اشتراک گذاشته شوند. در اینجا بسیاری از افراد خوشحالند که می­توانند از این سیستم­ها(ظرفیت و قدرت کامپیوتر) استفاده کرده و هرکاری را انجام دهند.

 حتی زمانی که فرانک راجع به هوشمند شدن صحبت می­کند، بیان می­کند که تمایل دارد تا اطلاعات راجع به ساختمان و سلسله مراتب مناسب آن را برای افراد به اشتراک بگذارد. برای ایجاد توافق بر سر هوشمند سازی، انجمن ساختمان­های اتوماسیونی در سطح قاره­ای(CABA) که یک سازمان غیر انتفاعی است، تکنولوژی­ های خود را برای اتوماسیون خانگی و ساختمانی در امریکای شمالی توسعه داد و برایهوشمند سازی ساختمان ، مدیریت مسیر تکنولوژی(TRM) را برعهده گرفت.

TRM هوشمند سازی ساختمان را به عنوان تکنولوژی معرفی می­کند که باید محیط ساختمان و کاربردپذیری آن را برای مستاجرین و مالکین بهبود بخشیده و هزینه­ ها را کنترل کند. CABA بر روی ابزار، رتبه بندی تحت وب کار می­کند و آن را BIQ(هوشمند سازی ساختمان) می­نامد. این انجمن از سیستم رتبه بندی انتظار دارد تا از ابزار هدفمند برای ارزیابی و مقیاس ارزش عملکرد هوشمند سازی ساختمان استفاده کند. این نوع طراحی، یکپارچگی ساختمان را در پروژه­ های جدید تحت الشعاع قرار می­دهد. بسیاری از سیستم­های رتبه بندی که برای انجمن رهبری ساختمان سبز(USGBC) مورد استفاده قرار می­گیرند، برنامه طراحی محیط و انرژی را در راستای اهداف خود قرار می­دهند. BIQ دارای معیار شخص ثالث و منصفانه­ای است که باید هوشمند کردن ساختمان را مورد ارزیابی قرار دهد و ارزش ­های آن را بالا ببرد. دیوید Dern، مدیر بازاریابی در CABA می­گوید که یکی از مسائل مهم در عرصه صنعت، این است که ما باید بتوانیم از عهده توصیف واژه هوشمند سازی برآییم. ما برای این توضیح، باید از ابزار هدفمند استفاده کنیم. موسسه هوشمند سازی ساختمان در آسیا که 60 تا 70 لیست دارد، هوشمند سازی ساختمان را در راستای اهداف خود قرار داده و سطح Feng را در ساختمان در امریکا مورد بررسی و توجه قرار می­دهد. یکی از مسائل مورد توجه ما، افزایش کارایی انرژی است. بدون کارایی انرژی، هوشمند سازی معنایی ندارد. از نظر افراد متخصص، همانند Paul، رییس گروه هوشمند سازی ساختمان و  مشاور شرکت ، یکپارچگی و کارایی برای توضیح هوشمند سازی ساختمان نقش مهمی را ایفا می­کنند. از نظر او، هوشمند کردن ساختمان دارای دو وجهه مختلف است: هوشمند سازی به معنای یکپارچگی است. شما باید بفهمید که چگونه باید از هوشمند سازی استفاده کنید و چگونه باید سیستم­ های تجاری را با سیستم­ های ساختمانی تلفیق کنید.

هوشمندسازی ساختمان چیست؟

به طور مثال Ehrlich بیان کرد که در فرودگاه به جای داشتن سیستم گسسته برای کنترل نور، کنترل کشف حریق، امنیت  و HVAC، از یک یا دو سیستم استفاده می­کند و بر مبنای آن، به شما اجازه می­دهد تا دیدگاهی مشترکی به این مسائل داشته باشید. در این مورد، سیستم کنترل پرواز با سیستم کنترل ساختمان با هم تلفیق می­شوند. از اینرو زمانی که زمان ورود یک پرواز در گیت مشخص تنظیم شده باشد، در نتیجه سیستم تهویه هوا و نور در گیت به صورت اتوماتیک فعال می­شوند. به علاوه زمانی که وسائل در جایگاه مشخص قرار می­گیرند، سیستم تهویه هوا و نور در این قسمت فعال می­شوند. تفاوت بین ساختمان بر مبنای سیستم هوشمند اتوماسیون می­باشد. نیاز به داشتن هوشمند سازی ساختمان بسیار لازم می­باشد.

دومین قسمت تعریف هوشمند شامل کارایی هزینه برای مدیران ساختمان و همچنین حفظ رفاه و آسایش و بهره­وری افراد می­باشد. Ehrlich در ادامه بیان می­کند که نه تنها ساختمان باید کارایی انرژی داشته  باشد بلکه باید افراد زیادی را نیز پوشش دهد.

در سیستم یکپارچه، مدیر ساختمان از دستگاه دستی استفاده کرده که می­تواند به صورت خودکار راجع به پاک شدن دستورات کاری و یا معوقه­ های کاری اخطار دهد. او دوربین­های امنیتی را در هر قسمت ساختمان و حتی برای کنترل نور به کار گذاشت.مزیت داشتن سیستم هوشمدنی کردن ساختمان، ایجاد فضای بسیار راحتی است که می­تواند نور و تهویه هوا را به خوبی کنترل کند. همچنین هوشمند سازی منجر به ایجاد امنیت بیشتر نیز می­شود. چرا که ما را قادر می­سازد تا سیستم­ های آلارم حریق و سیستم امنیتی را از محل مرکزی نظارت کنیم. این سیستم دارای هزینه­ های کمتری است و نصب آن، هزینه­ زیادی در برندارد. افزایش کارای انرژی، راحتی بیشتری را به همراه دارد.

لحظات قابل تامل

متاسفانه در اکثر ساختمان­های امریکای شمالی، سیست اتوماسیون آنها متوقف شده است. Spitzer بیان می­کند که ما کامپیوترهای مجزایی داریم که برای 5 تا 6 سیستم آن هم برای ساختمان­های نسبت بزرگ کار می­کنند. اگر ما تمایل داشته باشیم تا از شبکه استفاده کنیم، باید از این سیستم­های IT بهره جسته و هزاران دلار هزینه کنار بگذاریم. ما در اینجا از تکنولوژی اینترنت برای کاهش هزینه محصولات استفاده می­کنیم.(تقریبا مبلغی بالغ بر زیر 500 دلار برای هزینه تولید).

این تکنولوژی استانداردهای خاص خود را دارد و کد 2000 NEC را تغییر داد. موسسه ویژگی­های ساختمانی محصولات خود را به بازار ارائه داد و آماده خدمات رسانی می­باشد. او به مالکین خود این فرصت  را داد تا از این سیستم­ ها برای ساختمان­ های خود استفاده کنند. البته چالش­های زیادی بر سر طراحی و ساخت هوشمند کردن ساختمان­ ها وجود دارد. در بعضی از موارد، عرضه کنندگان نمی­توانند همه محصولات مورد نیاز را به بازار عرضه کنند. حتی عدم کارایی در طراحی و ساخت در شرکت­ هایی دیده می­شود که همه سیستم­ ها را درک کنند. البته در اینجا اختلاف نظری بین افرادی که سیستم ­های مکانیکی و الکتریکی و سیستم­ های شبکه ­ای را درک می­کنند، وجود دارد. اگر شما در این شرکت­ های مهندسی کار کنید، به طور سنتی می­توانید گروه­ های مکانیکی و الکتریکی و افراد مختلف در شرکت را سازمان دهی کنید.

زمانی که توسعه دهنده یا مالک، شرکتی را برای کار انتخاب می­کند، عدم هماهنگی پیمان کاران در این برهه بسیار چالش برانگیز است. حتی برای پروژه­ های ساده­ ای مثل نصب درب از لحاظ سنتی، نجار، چارچوب و خود درب را نصب کرده و سپس همان نجار، قفل، لولا و سخت افزار در را نصب می­کند. اما در مورد هوشمند سازی ساختمان، این در شامل لولاهای الکترومغناطیسی و الکتریکی است. همچنین دارای میله­ های پانیک و کنترل سیستم است که برای کارت و کارهای الکتریکی مورد نیاز می­باشد. شما نمی­توانید به در تکیه دهید. چرا که تا زمانی که کار می­کند، بر روی آن سیستم کنترل، سیستم حریق و اجزای کنترل کننده نصب شده است. Spitzer بیان می­کند که شما باید د فاصله دورتر از حد نرمال از در قرار گیرید. در اینجا ممکن است که شما با مشکل هماهنگی و مسائل ساخت و ساختارپذیری مواجه  شوید. اما این مسائل قابل اغماض می­باشند و به طور اجتناب ناپذیری به درجه هماهنگی نیاز دارند.

قبول چالش­ها

احتمالا 5 سال گذشته، افراد خود را درگیر کارهای ولتاژ پایین می­کردند. حقیقت تلخ در اینجا این است که پیمان­کاران الکتریکی بیان می­کنند که ما نه تنها از کارهای ولتاژ پایین بلکه ولتاژ بالا هم استفاده می­کنیم. حال برگ برگشته و جداول تغییر کردند. استانداردهای مربوط به ولتاژ پایین، بسیار سخت می­باشند و از این رو پیمانکاران و طراحان باید برای کار با سیستم­های ولتاژ پایین به خوبی آموزش ببینند. از مزیت پیشنهادات رایگانی استفاده کنید که توسط تولید کنندگان محصولات و دیگر افراد ارائه شده و آنها در راستای اهداف خود، همکاری، آموزش در شرکت­ ها و گاها واحدها را مد نظر قرار می­ دهند.

پیمانکاران این فرصت را دارند تا در چندین زمینه کار کنند. Spitzer بیان می­کند که او در بسیاری از موارد، واحدها را بیشتر از قسمت­ های دیگر در راستای اهداف خود قرار داد. او به ما می­گوید که واحدها  باید نیاز افراد پیمانکار را مدنظر داشته و بر مبنای نیاز آنها به آنه کمک کنند. او در ادامه بیان می­کند که این اهم وجود ندارد و ما این اهداف را نادیده می­گیریم.

ارائه مشاوره ­های ارزشمند به طراحان و پیمانکارانی که در زمینه هوشمند شدن ساختمان­ها کار می­کنند، با درک سیستم اطلاعات و فن آوری اطلاعات شروع می­شود. اگر شما با سیستم­های توزیع الکتریکی کار می­کنید، پس باید اندازه گیری توان و نظارت آن در شبکه را مورد توجه و بررسی قرار دهید.

آگاه بودن نسبت به تکنولوژی­ های جدید برای هوشمند کردن ساختمان­ها نقش بسیار مهمی را ایفا می­کند. اگر شما با کنترل سیستم نور کار می­کنید، پس باید تاثیر تکنولوژی­ های جدید همانند شبکه­ های وایرلس را به خوبی درک کنید و واقف باشید که این نوع تکنولوژی­ ها تا چه حد می­توانند هزینه نصب سیستم­ها را کاهش دهند.

به علاوه طراحان و پیمانکاران باید سعی کنند تا با مالکین ساختمان ، برای تضمین آینده ساکنینی که قرار است در آنجا مسقر شوند ، رابطه قوی برقرار کنند( همانند ساختمان­های تجاری، صنعتی و مسکونی). در ابتدا مهارت­ ها، چگونگی کار با مالکین برای بالا بردن ارزش تجاری را فرا بگیرید. داشتن مهارت برای کار با سیستم الکتریکی در ساختمان­ ها، بسیار لازم می­باشد. این مهارت ­ها منحصر به فرد نیستند. مهندسین هندی افراد سخت کوشی هستند که با طراحی سیستم­ های الکتریکی سروکار دارند. اما نمی­توانند با مالکین کار کرده و نیازهای تجاری آنها رادرک کنند. آنها درصدد هستند تا کارایی کار خو را بهتر کرده و آن را بهبود بخشند.

هوشمند سازی ساختمان

نیروهای محرک

بسیاری از مسائل قانونمند و منظم نقش بسیار مهمی را در دهه­ های گذشته ایفا می­کردند. کد NEC در سال 2002 که به مدیریت قسمت­ های تحت مالکیت مالک نیاز داشت به CSI MASTERFORMAT 2004 تغییر یافت و مالکین ساختمان را بر آن داشت تا راجع به هوشمند کردن ساختمان تامل کنند. افزایش هزینه­ های اخیر و انگیزش قانون خط مشی انرژی در سال 20055، به مالکین این انگیزش را داد تا سوالات خود را راجع به هوشمند سازی ساختمان مطرح کنند. همچنین آنها باید بسیاری از امکانات مربوط به بازنشتگی مدیران را مورد توجه قرار دهند. البته توجه به موقعیت دقیق افراد در کار، کار سختی  است. مالکین باید میزان تاثیر تجاری این نوع موقعیت ­های کاری(پست خالی افراد) را مد نظر قرار داده و سعی کنند تا این پست­ها را پر کنند.

هیچ یک از مالکین ساختمان در جایگاه اصلی خود قرار ندارند. Ehrlich می­گوید که من ساختمان بعدی را می­سازم، من تمایل دارم تا 5 دلار دیگر برای این کار سرمایه گذاری کنم، من سرمایه زیادی دارم”. قسمت اعظم هوشمند سازی ساختمان، درک اقتصاد و مزایا می­باشد.

تکنولوژی دارای ریسک­ هایی مثل هک شدن و منسوخ شدن است. بزرگترین چالش در طراحی ساختمان­ های هوشمند، به خود صنعت بر می­گردد. البته در صنعت با خط مشی محافظه کارانه، بالا رفتن هزینه ­ها در سیستم­های یکپارچه بسیار ریسک آور است. من فکر می­کنم که بزرگترین چالش در صنعت ساختمان این است که ما باید همیشه کارهایی که انجام می­دهیم را حفظ کنیم. مگر اینکه دلیلی برای حفظ آن وجود نداشته باشد. Ehrilich بیان می­کند که ما باید ساختمان­ ها را بسیار مورد توجه قرار داده و آنها را برای مدت طولانی حفظ کنیم.

هوشمند سازی بر روی Home Front

ایجاد شبکه برای مدل­های ساده، دارای دو خروجی تلفن و یک کابل خروجی TV در خانه می­باشد.(Fraychineaud، رییس وب سایتهای ساختمانی playa vista در لوس آنجلس). در مقایسه با وب سایتplaya vista که برای مالکین مشترک و ساکنین مجزا طراحی شده، وایرینگ ­های قبلی به عنوان، Luddite مد نظر قرار گرفتند.

زمانی که ساکنین به سمت ایجاد مسکن در جوامع پیش می­روند، ماهیت سیستم­های یکپارچه مورد توجه زیادی قرار خواهد گرفت. ما از فیبرهای چند منظوره برای هر فرد در خانه استفاده می­کنیم. ما از cat 5برای ترموستات کنترل درجه، هشدر صدا برای اتاق­ها و جعبه توزیع برق برای تکنولوژی های x10 بهره می­جوییم. هر اتاق حداقل دارای یک جعبه می­باشد. اگر یک جعبه نداشته باشد، پس دارای دو خروجی خروجی شبکه است که از لحظه حرکت ساکنین جدید به ساختمان گرم می­شود. برای انجام این پروژه، خانه­ها با مودم کابل روتر(router) و سوییچری بر روی محیط DOCSIS مجهز شدند. این سیستم ­ها که  در اختیار ساکنین قرار دارند، خود دارای اینترانت بوده که می­توانند مالکین جدید را کنترل کنند.

PLAYA VISTA کانالی را به سقف همه ساختمان ­ها نصب می­کند که یا وایرلس است و یا DISH تکنولوژی دارد. ما در برنامه­ های آینده خود قصد داریم تا سقف ساختمان ­های خود را با بالاترین درجه مجهز کنیم. Fraychineaud می­گوید که ما باید سراسرخانه ­های خود را با تکنولوژی بالای وایرینگ مجهز کنیم. ما باید فیبرهایی را برای هر یک از پروژه­ها نصب کنیم. البته این کار فعلا غیر ممکن است و  در آینده­ای نه چندان دور، امکان پذیر خواهد بود و باید خود را برای این نوع تکنولوژی آماده کنیم.

 اینترنت درون خانه­ ها باید بعد از خرید ساختمان فعال شود. مالکین باید ابزار هوشمند و کنترل نور را با توجه به نیازهای خود به ساختمان­ها اضافه کنند. اولین نسل ما 1500 دلار برای پیشرفت تکنولوژی در هر واحد خرج کردند. الان ما  5000 تا 7000 دلار سرمایه برای هر واحد کنار می­گذاریم. Fraychineaud این مسئله را مورد توجه قرار داد که مصرف کنندگان در انتخاب این امر کند عمل کرده اما به  دنبال سرعت بخشیدن به تکنولوژی­ های هستند که مربوط به مالکین می­باشند. آنها این نوع اتصالات را به ساکنین می­فروشند.