داستان ساختمان هوشمند

BMSمزایای سیستم

تكنولوژى ساختمان هوشمند امكانات متنوع و گسترده اى در اختيار مى گذارد كه هر شخص نسبت به علاقه و سليقه خود مى تواند از تمامى يا تنها بخشى از آن بهره مند گردد. با كمك اين تكنولوژى تمامى وسايل و تجهيزات داخل ساختمان، بر حسب خصوصيات محل و نياز استفاده كننده گان، توسط صفحه اى نمايش داده ميشوند و از همانجا قابل كنترل و مديريت هستند.ويژگى منحصر به فرد اين تكنولوژى، ايجاد هماهنگى و يكپارچه سازى بين كليه سيستمهايى است كه تاكنون به صورت منفرد استفاده ميشده اند و بدين ترتيب در محدوده وسيعى امكان طراحى، نصب و استفاده ميدهد. از فوايد اصلى اين تكنولوژى در كنار ايجاد راحتى و امنيت بيشتر، مى توان به صرفه جويى در مصرف انرژى اشاره كرد.فلسفه اصلى تكنولوژى ساختمان هوشمند بر اساس محوريت بخشيدن به شخص استفاده كننده و نيازهاى او پايه ريزى شده، به درخواستهاى امروز و آينده پاسخى ساده و مناسب ميدهد و قابليت هماهنگ شدن با تكنولوژهاى بعدى را داراست.

چه وسايل و تجهيزاتی قابل کنترل هستند؟

روشنايی

در ساختمان هوشمند منابع نور اعم از چراغ سقفی، ديواری، روميزی، چراغهای رنگی تزئينی، فلورسنت و لامپهای LED همگی به تفكيك يا گروهی قابل كنترل هستند.با این روش ميتوان بدون نياز به سرکشی به تمامی چراغها از وضعيت تك تك آنها اطلاع حاصل نمود و آنها را "روشن-خاموش" يا "Dim" كرد.

سيستم ايمنی

ساختمان هوشمند قابليت مديريت سيستم دزدگير، دوربينهای مداربسته و حسگر اثر انگشت (Biometric System) را داراست. از مزيتهای اصلی ميتوان دقت بالا، قابليت کنترل از راه دور، امکان ارسال SMS بروی تلفن همراه ، منطقه بندی فضای تحت پوشش (Zone) و تشخيص دود و آب گرفتگی را نام برد.

در، پنجره، پرده، كركره و سايه بان

با يك لمس روی صفحه کنترل، پرده و كركره (نصب شده در داخل يا خارج) و سايبان ها به سادگی قابل كنترل ميباشند. هنگام ترك ساختمان با يك نگاه به صفحه نمايش از وضعييت باز و بسته بودن كليه درها و پنجره ها آگاه شويد. كنترل در ها با استفاده از حسگر اثر انگشت و كارتهای مغناطيسی بصورت مركزی، علاوه بر ايجاد ايمنی بيشتر امكان طبقه بندی و زمان بندی دسترسی به ساختمان را بوجود می آورد.

سيستمهای گرمايشی سرمايشی و تهويه مطبوع

در ساختمان هوشمند، ميتوان دمای اتاقها را به تفكيك و به طبع نياز تنظيم نمود. همچنين مشروط كردنِ رويه كار سيستم به حضور ساكنين در ساختمان تاثير بسزايی در كاهش مصرف انرژی خواهد دارد.

سیستم صوتی ، تصویری

در ساختمان هوشمند استفاده از آرشيو موسيقی و فيلم به طبع سليقه شخصی و به تفكيك از هر اتاق امكان پذير است. آرشيو موسيقی و فيلم شامل: DVD، CD، Radio، TV، DVB، Sound Box و ... كه از آن در تمام اتاقهای ساختمان بدون نقل و انتقال دستگاه و يا حتی CD و DVD مورد نظر استفاده ميشود.

آيفون تصويری

با بصدا در آمدن آيفون، تصوير مراجع در صورت تمايل فقط روی صفحه نمايش مورد نظر و يا روی كليه صفحات نمايشِ منعكس ميشود. همچنين هنگامی که ساكنين در ساختمان حضور ندارند تصوير مراجع و زمان مراجعه ثبت شده و پس از بازگشت از آن مطلع خواهيد شد.

سيستم آبياری خودكار

آبياری گل و گياه، تنظيم فواره و آبشارهای مصنوعی از طريق صفحه كنترل به سادگی قابل كنترل ميباشند. همچنين ساختمان هوشمند ميتواند كنترل، آبياری گل و گياه در حياط و يا داخل ساختمان را بطور خودكار طبق برنامه از پيش تعيين شده عهده دار شود. برای مثال هر غروب در صورت پايين تر بودن رطوب چمن از 33% سيستم آبياری بشكل خودكار بكار می افتد.

كنترل تاسيسات استخر، سونا و جكوزی

در ساختمان هوشمند روشن كردن و تعيين حرارت سونا، اطلاع يافتن از زمان رسيدن سونا به دمای مطلوب، خودكار كردن تصفيه استخر و يا جكوزی همگی بسادگی امكان پذير است.

سيستمهای ارتباطی (تلفن، پيامگير، تلفن سانترال و اينترنت)

پشتيبانی از چند خط تلفن، پيامگير، تلفن سانترال، سرويس Caller ID و Fax از ويژگيهای ساختمان هوشمند ميباشند. همچنين در محيط تحت پوشش ميتوان از تلفن تصويری (In-House Video telephony) استفاده كرد.

وسايل الكتريكی ساختمان

در ساختمان هوشمند، امكان اطلاع يافتن از وضعيت كليه وسايل الكتريكی و كنترل آنها وجود دارد. مثلاً پس از اتمام كار ماشين لباس شويی هشداری مبنی بر اتمام كار به اطلاع ميرسد، هنگام استفاده از جارو برقی با به صدا در آمدن زنگ تلفن يا آيفون جارو بصورت خودكار خاموش ميشود. بدين صورت احتمال نشنيدن صدای زنگ

تلفن هنگام كار با وسايل خانگی پر صدا يا بعلت زياد بودن صدای موسيقی،در ساختمان هوشمند عملاً منتفی است. همچنين در صورت باز ماندن در يخچال به مصرف كننده اخطار لازم داده ميشود.

چگونگی دسترسی و کنترل امکانات در ساختمان هوشمند

صفحه کنترل مرکزی

با يک صفحه کنترل مرکزی شما قادر به کنترل هوشمند تمامی دستگاههای موجود در ساختمان و آگاهی از وضعیت کارکرد آنها هستيد. صفحه نمايش مجهز به تكنولوژی لمسی (Touch Screen) است كه به راحتی در استفاده از آن می افزايد و برای استفاده احتياج به وسيله ورودی ديگری نميباشد.

کنترل با استفاده از امواج راديويی

با استفاده از اين تکنولوژی امکان کنترل ساختمان هوشمند بصورت بی سيم (Wireless) وجود دارد. وسيله کنترلی ميتواند يک PDA ، Tablet PC و يا يک Remote Control ساده راديويی باشد. مزيت اصلی استفاده از RF نسبت به IrDA (تكنولوژی بكار رفته در كنترلهای تلويزيون) كاركرد از مسافتهای طولانی تر و عدم نياز به ديد مستقيم است.

کنترل از راه دور

ساختمان هوشمند امکان اطلاع يافتن از وضعيت کنونی و كنترل ساختمان را از راه دور محيا ميکند. شما ميتوانيد با استفاده از SMS ، تلفن گويا (Call Center) و يا از طريق اينترنت از اين امکان بهره مند شويد.

سناريو

سناريو به معنای انجام گروهی از کارها فقط با فشار دادن يك دكمه يا يک لمس بروی صفحه كنترل است. راحتی و سرعت در ايجاد فضای مناسب هدف اصلی استفاده از سناريو ها ميباشد.

اتوماسيون

ساختمان هوشمند در جهت ايجاد راحتی برای شما، کنترل برخی از امور روزمره و تکراری را به دست گرفته و برای شما آسايش بيشتری به ارمغان ميآورد. عملکرد خودکار سيستم ميتواند شامل کارهای از پيش تعيين شده باشد يا با استفاده از سنسورهای دما، نور، باد، باران، سنجش رطوبت و سنسور تشخيص حضور شخص و ... شرايط را بصورت بهينه تنظيم نموده و يا اخطارهای لازم را اعلام نمايد.

مزايای اصلی ساختمان هوشمند

راحتی:

ساختمان هوشمند با استفاده از اتوماسيون و بر عهده گرفتن برخی كارهای تكراری راحتی بيشتر برای ساكنين خود به ارمغان می آورد. از طرف ديگر، برای ايجاد فضای دلخواه در ساختمان هوشمند تنها يك اشاره كافی است: سناريوها وظيفه تنظيم دقيق محيط را به عهده ميگيرند.استفاده از يك نرم افزار كارآمد با User Interface ساده و چند زبانه (از جمله فارسی) برای كنترل كليه تجهيزات مزيت ديگری است كه موجب سادگی زندگی در ساختمان هوشمند ميگردد. كار با اين نرم افزار نياز به هيچ آموزش خاصی ندارد.

ايمنی:

در شرايط بحرانی از جمله آتش سوزی، آب گرفتگی و سرقت، ساختمان هوشمند اخطارهايی اعلام ميكند كه ميتواند سهم بسزايی در پيشگيری از وقوع خرابی يا بيشتر شدن آن ايفا كند.ويژگی خاص دزدگير در منطقه بندی (Zone) فضاهای تحت پوشش، استفاده از سنسور دقيق تشخيص حضور شخص، حسگر اثر انگشت و همچنين كنترل و ضبط تصاوير دوربينهای مدار بسته بصورت ديجيتال ايمنی را برای منازل به شكل چشمگيری بالا ميبرد.

انعطاف پذيری:

انعطاف پذيری در اجرا و استفاده از خصوصيات شاخص تكنولوژی هوشمند است. با استفاده از ابزاری كه اين تكنولوژی در اختيار قرار ميدهد، برای اضافه كردن اين امكانات به منازل موجود در اكثر موارد نياز به سيم كشی مجدد و تعويض تجهيزات موجود در ساختمان وجود ندارد.استفاده از كليدها و صفحات نمايش هوشمند برای برنامه ريزی و اجرا دستورات، امكان كنترل با استفاده از Remote Control از داخل ساختمان و يا با تلفن همراه، همگی ساكنين را برای دسترسی به امكانات ساختمان ياری ميكنند.

صرفه جويی در مصرف انرژی:

مديريت مصرف انرژی در ساختمان هوشمند تاثير بسزايی در صرفه جويی مصرف انرژی دارد. وابسته كردن نور و سيستم تهويه به حضور شخص و برنامه ريزی بهينه دمای اتاقها در ساعات مختلف شبانه روز از مصاديق اين مديريت مصرف انرژی می باشند.

ضوع: مزايای استفاده از سيستم مديريت ساختمان

بطور کلی استفاده از سیستم های کنترلی و افزایش کنترل پذیری ساختمان از جنبه های مختلف مزایایی دارد که هریک متوجه بخشی از افراد درگیر با ساختمان مربوطه می گردد.
مزایای سیستم BMS برای ساکنان:

ارتقای شرایط آسایشی و رفاهی محل زندگی

افزایش کنترل پذیری اجزای مختلف ساختمان و کنترل بخش های مختلف با توجه به سلیقه ساکنان

کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه پرداختی

افزایش اطلاع رسانی با امکان نمایش داده های مختلف

کاهش استهلاک و خرابی سیستم

جلوگیری از خرابی غیرمنتظره تجهیزات

افزایش ایمنی و بهبود شرایط امنیتی ساختمان

قابلیت تسهیم مصارف انرژی بین بخش های مخنلف

مزایای سیستم BMS برای مالک ساختمان:

افزایش کیفیت ساخت

افزایش ارزش ساختمان و ترغیب مشتری

ارتقای رتبه انرژی ساختمان و ترغیب مشتری

افزایش انعطاف پذیری ساختمان در صورت تغییر کاربری

قابلیت مانیتورینگ وضعیت قسمتهای مختلف از راه دور، بعنوان مثال از طریق اینترنت، دریافت پیام (در صورت وقوع وضعیت بحرانی) و ...

افزایش قابلیت کنترل و امکان کنترل بخش های مختلف بدون حضور در محل

کاهش هزینه استهلاک

افزایش عمر ساختمان و کاهش هزینه های بازسازی

تقویت ارتباط بین بخش های مختلف ساختمان

امکان تعیین میزان مصرف انرژی بخش های جداگانه و تعیین میزان شارژ قسمت های مختلف

اتوماسیون ساختمان

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان زیمنس:SIEMENS Building Management System BMS:

امروزه BMS به یکی از شاخه های اصلی تحقیقاتی و اجرایی در ساختمان ها، برای نظارت و کنترل بر تاسیسات مکانیکی و برقی تبدیل شده است. وظیفه اصلی این سیستم، مدیریت و کنترل ساختمان، از لحاظ سرمایش و گرمایش ، سیستم روشنایی ، اعلام حریق ، آسانسورها و پارکینگ ها می باشد. در واقع BMS به عنوان یک مکمل پیشرفته برای شرکت های نگهدارنده تاسیسات محسوب می شود. شرکت زیمنس با بیش از 150 سال سابقه در تولید تجهیزات کنترلی، پیشرو در ارائه سیستم مدیریت هوشمند ساختمان BMS می باشد.

این سیستم شامل یک کامپیوتر سرور و چند اپراتور به صورت مجزا و مجموعه ای از سنسورها ، کنترلرها ، عملگرها ، کابل های ارتباطی و منابع تغذیه است. سرور اصلی حاوی نرم افزار اصلی می باشد که وظیفه برقراری ارتباط و هماهنگی همه آنها را بر عهده دارد. در یک طراحی مناسب BMS نقش اساسی در جلوگیری از هدر رفت انرژی دارد

هدف اصلی به کارگیری BMS در ساختمان ها بهره گیری از مزایای اقتصادی و کاهش مصرف انرژی و ایجاد فضای امن و آرام در آنها است.

v در ذیل به ذکر چند نمونه از مزایای این سیستم BMS زیمنس می پردازیم:

ایجاد محیطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان

استفاده بهینه از تجهیرات و افزایش عمر مفید آنها

ارائه سیستم کنترلی با قابلیت برنامه ریزی زمانی عملکرد

کاهش چشم گیر هزینه های مربوط به نگهداری و تعمیرات

بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی

امکان مانیتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق کامپیوتر، موبایل و اینترنت

امکان گرفتن گزارش های آماری از تمامی تجهیزات و عملکرد آنها به منظور بهینه سازی مصرف و عملکرد

عیب یابی خودکار و مشخص کردن سریع مشکلات

و...

یکی از بخش های مهم اتوماسیون، ساختمان کنترل مولدهای سرمایشی و گرمایشی جهت ارائه هوای مطبوع در فضاهای داخلی ساختمان می باشد که با توجه به کاربری ساختمان و حجم هواسازی در آن، نگرشهای متفاوتی وجود دارد.

از جهت فنی با توجه به نوع سیستم سرمایش و گرمایش دیدگاههای کنترلی نیز تغییر خواهد کرد به عنوان مثال نحوه نگرش و کارکرد کنترلرها در حالتهای VAV و VAT متفاوت خواهد بود و حتی برای ساختمانهایی که از کولر برای سرمایش و از شوفاژ برای گرمایش استفاده می کنند نیز راه حلهای کنترلی خاصی وجود دارد.

متاسفانه در تاسیسات ساختمان های موجود به علت عدم وجود سیستم کنترل هم میزان مصرف انرژی بالا می باشد و هم هیچگونه اطلاعات دقیقی از چگونگی کارکرد تجهیزات وجود ندارد که خود این امر در شب های سرد زمستان و یا در روزهای گرم تابستان مشکل ساز میگردد.

از جمله مزایای اتوماسیون سیستم های سرمایشی و گرمایشی بالا رفتن طول عمر تجهیزات و بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان است.

در این دیدگاه برای ساختمان های بزرگ نقاط مطلوب از طریق پانلهای اپراتوری نصب شده در فضاهای داخلی به سیستم اعمال میگردد و سیستم با توجه به این نقاط مطلوب انرژی مورد نیاز را تولید می کند.

علاوه بر موارد فوق دیگر نکته قابل توجه این است که سیستم تمامی اطلاعات مربوط به کارکرد اجرای مختلف مولدهای سرمایش و گرمایش را دارد و حالتهای کار و استراحت و یا خارج از سرویس برای تمامی این اجزا قابل تعریف می باشد.

اهداف کنترل محيطي HVAC :

دما :

دمای بین شصت و هشت درجه فارنهایت (بیست درجه سانتیگراد) و هفتاد و پنج درجه فارنهایت (بیست و پنج درجه سانتیگراد) دمای آسایش است که بيشتر از این مقدار احساس گرما برای انسان بوجود می آید و بالعكس .

رطوبت :

رطوبت مناسب برای زندگی بین 20% و 60% RH است که کمتر از 20% احساس خشکی هوا بوجود می آید که تاثیر منفی بر روی سلامتی انسان و کامپیوترها و پرینترها و ... دارد. وبیشتر از 60% انسان احساس خفگی می کند و باعث افزایش رشد کپکها و قارچهای مزاحم می شود.

فشار :

دریک ساختمان داشتن کمی فشار مثبت کمک می کند هوای تمیز داخل ساختمان حفظ شود و خروج هوای خنک و فاقد رطوبت درفصل تابستان جدار ساختمان را خشک نگه میدارد. اما فشارهای شدیدا مثبت باز و بسته کردن درها را مشکل ساخته و موجب میشود تا جریان هوا با سرعت و صدای زیاد از کناره پنجره ها و درها حرکت کند. ضمنا کنترل دما با اشکالات فراوانی صورت می گیرد چون جریان هوای رفت در مسیر خود به سمت فضاهای مسکونی با مانع برخورد می کند . در فصل زمستان حتی فشارهای مثبت ضعیف هم هوای مرطوب داخل را به نقاط داخلی جدار ساختمان هدایت می کند که این رطوبت در سطوح سرد دیوارهای داخلی چگالیده شده و سرعت متلاشی شدن سازه را افزایش می دهد . شرایط ایده آل زمانی روی میدهد که فشار داخل ساختمان برابر فشار خارج بوده و یا در فصل سرد به مقدار ناچیزی از آن کمتر (به حداقل رساندن بیرون رفتن هوا ) و در فصل گرما به مقدار ناچیزی از آن بیشتر ( به حداقل رساندن نفوذ هوا ) باشد.

کنترل تردد در جهت صرفه جویی انرژی
محققان آمريكايي ساختمان هوشمندي را ارائه كردهاند كه ميتواند فعاليت و حركت افراد داخل منزل را نظارت كند و تا حد قابل توجهي از مصرف انرژي بكاهد. به گزارش پايگاه اينترنتي نيوساينتيست، ساختمان هوشمندي كه حركات ساكنان را كنترل كند، شايد به نظر اول، وسيلهاي براي جاسوسي صاحب ساختمان يا كارفرما به نظر برسد اما در واقع ساختماني كه در آن يك شبكه رديابهاي حركتي كار گذاشته شده باشد، ميتواند درعين بالابردن كارايي و ايمني ساختمان، در مقابل فعاليت افراد، كور و كر بماند. به عنوان مثال چنين سيستمهايي ميتوانند با توجه به داشتن اطلاعات در اين مورد كه گروههاي جمعيتي در كدام نقطهها تجمع كردهاند، تهويه مطبوع را تنظيم كنند و يا زماني كه تعداد انگشت شماري در يك مكان حضور دارند، تهويه مطبوع را خاموش كنند. در مواقع اضطراري كه راه فرار پر ازدحام ميشود، نشانههاي الكترونيكي افراد را به نزديكترين راه فرار موجود راهنمايي كنند. "كريستوفر رن" از آزمايشگاه تحقيقاتالكترونيك "ميتسوبيشي" در كمبريج در ايالت ماساچوست آمريكا و ابداعكننده اين سيستم به جاي استفاده از دوربين فيلمبرداري كه به حريم خصوصي افراد وارد ميشود، از حسگرهاي حركتي مادون قرمز و بيسروصدايي مانند آنچه براي كنترل چراغهاي خودكار بهكار ميرود، استفاده كرده است. رن در سقف دو طبقه ساختمان آزمايشگاه خود u202a ۲۱۵حسگر بيسيم كار گذاشته و طي يك سال اطلاعات بدست آمده از آنها جمعآوريكرده است. وي با نصب دوربينهاي فيلمبرداري پيامهاي بدست آمده از حسگرهاي حركتي را با آنچه واقعا روي ميداد مانند راهرفتن روي يك خط مستقيم، ايستادنهاي بيهدف ، افرادي كه با يكديگر راه ميروند يا از يكديگر جدا ميشوند، با هم مطابقت داد. وي يافتههاي خود را در يك برنامه نرمافزاري براي فهم اينكه چگونه پيامها با جنبشهاي مختلف منطبق ميشوند، بكار برد. وقتي كه اين نرم افزار اطلاعات حركتي جديدي دريافت ميكند ميتواند تا u202a ۹۱درصد مواقع، حركت انجام شده را درست تشخيص دهد. او با استفاده از يافتههاي خود، برنامه نرم افزاري را نوشت تا دريابد الگوهاي سيگنالها چگونه با حركات مختلف مطابقت ميكنند. زماني كه اطلاعات جديد حركتي به برنامه داده شد، اين برنامه توانست در u202a ۹۱درصد موارد حركات را به درستي تشخيص دهد.

مدلسازی نرم افزار مدیریت ساختمان هوشمند بوسیله ی UML

چکیده مقاله :

بشر از سالها قبل در رویای ساخت ساختمان هایی بود که مانند انسان هوشمندعمل کنند،ونمونه بارز این تفکر در فیلم مترو پلیس نمایان شد که با دیدی به سال 2006 ساختمانی را به تصویر می کشد که تحت کنترل ابر کامپیوتری به نام آبراهام است..اما امروزه این آرزوی بشرتحقق یافته و در سراسر دنیا برجهای غول پیکر هوشمند جای ساختمان های سنتی قدیمی را گرفته اند.در جهت هوشمند سازی ساختمان ها طرح نرم افزاری که بتواند به طور یکپارچه مدیریت ساختمان را بر عهده بگیرد مطرح میشود.هدف این مقاله ارایه مدلی بر پایه تحلیل و طراحی شی گرایی در ساختمان است و مزایای دید شی گرا در توسعه نرم افزار BMS مطرح میشود.

کلمات کلیدی : ساختمان های هوشمند ، UML ، متدولوژی شی گرا ، BMS , HVAC،