ساختمان هوشمند امروزه به چه معنی است؟

این مقاله در مورد سیستم های هوشمند و ساختمان های هوشمند که در 5 سال گذشته رشد قابل توجهی داشته اند می باشد. ساختمان ها باید از تمامی منظر ها: طراحی، مدیریت و عملکرد، مورد بررسی قرار بگیرند تا بتوانند مالک و ساکنین را جذب کنند. در عین حال، فشار بازار که از سوی مصرف کننده و مشتری اعمال می شود موجب افزایش نرخ نوآوری صورت گرفته در صنعت ساختمان می شود. بدین ترتیب حرکت به سوی ساختمان های هوشمند آغاز شد.
در نیم دهه گذشته، گوشی های هوشمند از تنها یک گجت جالب به یک ابزار حیاتی برای راه انداختن کار ها تبدیل شد. قابلیت کنترل دما و روشنایی از طریق ترموستات ها و سوئیچ های رو دیواری به نرم افزارهایی که با موبایل کار می کنند منتقل شد. به دنبال آن در این بازار رقابتی، مالکان به دنبال پرسیدن پرسش هایی نظیر آنتن دهی گوشی های همراه، سوال هایی در مورد قابلیت کنترل انرژی سیستم تهویه مطبوعشان مطرح می کنند.
سخت است روزی بگذرد و ما بحث و صحبتی در مورد “داده های بزرگ” یا “اینترنت اشیا IoT” نشنویم. با عمومی شدن این محصولات و مباحث در سال های آینده، آنها به ساختمان های تجاری به همراه هزاران دستگاه که سیستم ها را مدیریت و کنترل می کنند راه می یابند.

اما مفهوم “هوشمند” واقعا چیست؟

هوشمند توصیفی برای سنسور های پیشرفته، اکچوئیتورها و تجهیزات مرتبط است. یک وسیله هوشمند یا سیستم هوشمند به وسیله یک ریز پردازشگر طوری برنامه ریزی می شود تا اعمالی از پیش تعیین شده را انجام دهد و با سیستم های خارجی توسط شبکه داده ها ارتباط برقرار سازد. هوشمند برای توصیف تلفیقی از تجهیزات هوشمند و سیستم های هوشمند به همراه نرم افزاری که قابلیت تفسیر و ایجاد ارتباط را دارد، به کار می رود. هوشمندی واقعی به قابلیت تنظیم خودکار پارامتر ها بین آیتم های هوشمند که فعالیت و کاربری ساختمان را بهینه تر می کند اطلاق می شود. بهینه سازی می تواند شامل راحتی ساکنین، مصرف انرژی، امنیت و ایمنی باشد. اما به طور کلی، یک ساختمان هوشمند مجموعه ای از اجزای هوشمند است.
از آنجا که تکنولوژی های جدید زیادی وجود دارند، یک مالک ساختمان چگونه محصول مناسب را انتخاب می کند یا مطمئن می شود که تکنولوژی که روی آن سرمایه

گذاری کرده است انتخاب هوشمندانه ای بوده است؟

گام های اولیه برای حرکت به سوی ساختمان های هوشمند

6 گام زیر برای حرکت به سوی طراحی یک ساختمان هوشمند که مناسب فعالیت های مورد نظر باشد لازم است:

گام اول: مطمئن شوید که ساختمان مناسب و کاربردی است.

اولین گام در حرکت به سوی یک ساختمان هوشمند تعیین نوع کاربرد ساختمان به شکل مناسب است. برخی اوقات هوشمندسازی شامل بازگشت به ساختمان با کاربری اولیه اش می شود در حالی که در مواقع دیگر شامل راضی کردن ساکنین و رسیدن به آنچه مد نظر نبود می شود. در هر دوی این موارد، هوشمندی ساختمان و سیستم های هوشمند می توانند یک ساختمان را خوب کنند اما نمی توانند یک ساختمان بد را کلا خوب کنند. مرز های ساختمان (دیوار ها، پنجره ها، در ها و سقف ها) تماما دارای سیستم های مکانیکی، الکتریکی، لوله کشی و اطفای حریق است که برای عملکرد مناسب ساختمان مورد نیاز هستند.
برای ساختمان های جدید، این پروسه کمی متفاوت است، چون می توان اساس ساختمان را به وسیله طراحی تحت تاثیر قرار داد. در طراحی باید پارامتر های اساسی هر سیستم را مشخص شود. همچنین، باید نحوه نصب، ملاحظات، نگهداری و.. نیز لحاظ گردد.

گام دوم: اسپانسرهای اجرایی جمع کنید.

سریع ترین راه برای ایجاد یک ساختمان هوشمند این است که پیمان کار یا اسپانسر داشته باشید. یک اسپانسر سطح بالا بسیار حیاتی است چون هر پروژه جدیدی به سرمایه گذاری بزرگ نیاز دارد از شروع گرفته تا اتمام آن. بسیار ساده تر است تا یک پروژه جدید را هنگامی شروع کنیم که مالک/سرمایه گذار یک بازگشت سرمایه مشخصی را پیش بینی کند و بیند. این موضوع مخصوصا زمانی به چشم می آید که قرارست پروژه توسط تیم نه چندان خبره، انجام شود.
برای دریافت اسپانسری اجرایی، تیم پروژه باید ROI برای هر ساختمان هوشمند را بداند. سرمایه گذاری جدیدتان را بر اساس موفقیت و بازگشت سود مالی از سرمایه گذاری های قبل انجام دهید.
محاسبه بازگشت سرمایه برای بیشتر پروژه های صرفه جویی انرژی کاری سرراست است: کاهش انرژی صورت گرفته را در نرخ های کاربری مناسب ضرب می کنید. محاسبات بازگشت سرمایه برای مصارف غیر صرفه جویی انرژی اندکی پیچیده تر خواهد بود و نیاز مند فرضیات دقیق است چون متغیر های زیادی وجود دارد که باید برای ROI در نظر گرفته شود. برای مثال، تلفیق و تجمیع سیستم مدیریت ساختمان با سیستم مدیریت منابع باتوجه به افزایش بهره وری اجرایی درهمان مراحل اولیه منجر به بازگشت سرمایه شود، اما می تواند در جهت افزایش راحتی و پاسخ زمانی سریع تر،‌این بازگشت سرمایه در مراحل دوم صورت پذیرد.
از آنجا که نو آوری و سرمایه گذاری در مورد سیستم های هوشمند نیازمند درک عمیق و کامل از سیستم های ساختمان است، معمولا استخدام شخص ثالث که اطلاعات کاملی در مورد ساختمان دارد بسیار موثر به نظر می رسد.

چگونه اهداف مرتبط با ساختمان هوشمند را به طور منطقی و واقعی ترسیم کنیم؟

پس از مشخص کردن اسپانسر پروژه، زمان این رسیده است که زمان بندی و هدف های تدوین ساختمان هوشمند را ترسیم و مشخص کنیم.
گام سوم: هدف ها را به شکل دقیق بیان کنید.
قدم بعدی در لیست، تعیین هدف های پروژه بر اساس نیاز های مالک است. برای مثال، می توان پیشنهاد کرد که هدف های اولیه پروژه کوچک باشد- هدف های کوچک و بازگشت سرمایه کوچک.
بعد از تعیین هدف، شاخص عملکرد حیاتی (KPIs) با داده هایی که به آن می دهیم، به ما کمک می کند تا متوجه شویم آیا به هدفی که در اول نشانه گذاری شده بود، دست یافته ایم یا خیر؟ داده های مورد نظر بسته به عملکرد سیستم به سوی هدف در یک لوپ بسته باید برآورد شود تا بتوان گفت چقدر به سوی هدف های مورد نظر اولیه حرکت کرده ایم. طبیعت هر KPI بستگی به خود هدف ها دارد. هدف های مبتنی بر صرفه جویی انرژی نیازمند اندازه گیری داده ها می باشد. هدف های مبتنی بر راحتی ساکنین و بهبود بصری ساختمان نیازمند KPI هایی است که سخت تر می توان آن ها را اندازه گیری کرد.
در حالی که معمولا مناسب است که موفقیت های زود هنگام و با مقدار کم شروع کنیم، در مرحله برنامه ریزی و طرح ریزی باید هدف های طولانی مدت در نظر گرفته شود و حتی باید برنامه و نقشه های 5 تا 10 سال را در نظر گرفت. بدون تعیین و بیان صحیح و شفاف از اتفاقات آینده، پروزه ممکن است از مسیر صحیح خود خارج شود. البته، با یک دید استراتژیک، عوض شدن شرایط محیطی و نقشه باید همراه و مرتبط با هم باشند.

گام چهارم: نقشه و زمان را به اتمام برسانید.

بعد از اینکه اهداف به همراه KPI ها تنظیم شد، گام بعدی این است که تایم لاین و برنامه را کامل کنیم. تایم لاین باید شامل طراحی، تبیین و فاز های تست باشد. اگر یک پروژه ساختمانی هوشمند چندین پیش درآمد داشته باشد، بسیار مهم است که تایم لاینی ایجاد نماییم که تمام کارها را شامل شود و دنبال کند. نقشه پروژه باید نتایج تمام کارها را در بر بگیرد- توصیف، اهداف، KPI ها ، پیش نیاز ها، تایم لاین و بودجه- همچنین منابع مورد نیاز و بازگشت سرمایه.
در اینجا دوباره می گوییم این قسمت های مرحله نقشه کشی زمانی معنی دار خواهند بود که با ذکر جزئیات باشد و در عین حال اهداف استراتژیک را هم با جزئیات در بر گیرد. برای مثال، نقشه و هدف باید شامل اهداف سالانه و دهه ای باشد.
نکاتی برای طراحی و اجرای یک سیستم ساختمانی هوشمند
گام های قبلی باید برای دریافت تاییدیه مدیریت پروژه وجود داشته باشد. بعد از آن، نوبت آن است که کار طراحی سیستم ساختمانی هوشمند و اجرای آن انجام شود.

گام پنجم: دریافت تاییدیه

با داشتن اهدافی که به طور مناسب تهیه شده اند و ROI آن به خوبی محاسبه شده و در نقشه پروژه آمده است، و با در نظر گرفتن بودجه و تام لاین، اکنون زمان آن است که به دنبال تاییدیه باشیم. در این نقطه، برنده پروژه در C (یا اسپانسر و حامی مشابه سطح بالا) یک منبع نامطمئن برای بازبینی نقشه، دادن بازخورد و کمک رساندن به یافتن مخاطب مناسب به شمار می رود. به خاطر داشته باشید این تنها یک تلاش اولیه است، برنامه و بودجه باید به اندازه کافی میانه باشد تا اجازه برد راحت را بدهد. بنابراین، درخواست معمولا با ارائه جزئیات به عنوان ضمیمه یا الحاقیه همراه می شود. مشاور شخص ثالث یا تجمیع کننده ای که تجربه قبلی دارند می توانند بسیار کمک کننده باشند.

گام ششم: طراحی و اجرای سیستم هوشمند

بعد از اخذ تاییدیه نقشه پروژه، زمان اجرای آن فرا می رسد. اولین گام فاز طراحی فنی است. این زمانی است که تصمیمات جزئی هیجان انگیز که روی عملکرد ساختمان برای مدت چندین سال تاثیر می گذارد اخذ می شود. چه پروژه شامل نصب یک سیستم کنترل روشنایی دیجیتال و بازسازی چیلر به همراه بهینه سازی آن است، و چه تجمیع برنامه نرم افزار گسترده باشد، طراحی فنی مورد نظر باید به اهداف از پیش تعیین شده مطابق بودجه تعیین شده برسد.
یکی از مهم ترین اجزای فاز طراحی فنی ارائه تمام گزینه ها برای هر محصول است. این امر معمولا به ارائه بهتر کمک می کند. این امر امکان مقایسه جنبه به جنبه بر اساس شرایط موجود را ایجاد می کند و می گوید کدام تصمیم ها مهم ترین هستند: هزینه های اصلی، هزینه های عملی، قابلیت اطمینان، انعطاف پذیری، سازگاری، قابلیت تجمیع و سهولت استفاده.
یکی از گزینه هایی که اغلب نسبت به آن غفلت می شود قابلیت سازگاری است. چقدر ساده یک دستگاه یا سیستم می تواند با دیگر اجزا ارتباط بر قرار کند؟ با استفاده از پروتوکول های باز می توان از تولید کنندگان اجزای نامناسب و هزینه های غیر رقابتی آنها در آینده جلوگیری کرد.
شاید یکی از مهم ترین بخش ها و جنبه های یک سیستم ساختمان هوشمند قسمت تجمیع کردنش باشد. تعریف تجمیع یعنی ایجاد قابلیت ها و امکاناتی در یک ساختمان هوشمند که آن را در میان دیگر ساختمان ها شاخص می کند و عملکرد آن را بهینه تر و بهروه ورتر می سازد. این گام حین فاز طراحی معمولا نادیده گرفته می شود چون از قدیم جزو پروسه طراحی نبود. این مرحله تضمین می کند که طراحی و اجرای استراتژی های تجمیع در بودجه در قسمت ابتدایی نقشه و طرح می تواند بسیار کمک کننده باشد.

برای هوشمند ساختن یک ساختمان، اهداف در دسترس تر را انتخاب کنید

برای هوشمند ساختن یک ساختمان از اهداف در دسترس شروع کنید: این هفت گام هر ساختمان موجودی را هوشمند تر می سازند.
– سنسور های حرکتی که برای روشن یا خاموش کردن روشنایی و دیگر سیستم ها در یک بخش، به ما نشان می دهد آیا آن نقطه خالی از افراد هست یا خیر، مثلا اگر نقطه ای شلوغ شد سیستم HVAC براسا تعداد افراد و شلوغی تنظیم شود، و یا اگر محل خالی بود بلندگو ها و صفحه نمایش ها را خاموش شود و یا چنانچه در نقطه ای خاص ورود غیر مجاز صورت گرفت، به ماموران حفاظتی اخطار لازم را ارسال کند.
– کنترل و ایجاد امنیت سیستم های روشنایی و دمای مبتنی بر وب، توسط یک برنامه.
– سیستم حمل و نقل داخل ساختمانی هوشمند مانند کنترل های آسانسور های تخلیه و پله برقی هایی که سرعتشان هنگامی که فرد از آنها استفاده می کند و هنگامی که خالی از فرد است با هم فرق می کند.
– انرژی، آب و فاضلاب طبق برنامه ریزی و بازرسی مشخص
– انتخاب تجهیزات با مصرف انرژی بهینه و طراحی سیستم ها. این شامل هزاران آیتم می شود اما مهم است و نشان می دهد یک ساختمان مناسب است و به خوبی کار می کند یا خیر (به گام اول نگاه کنید) ساده ترین راه در صرفه جویی هزینه و انرژی معمولا انتخاب ابزار و وسایل بهینه است، قبل از نصب هرگونه سیستم کنترلی و اتخاذ تصمیم دیگری.
– مثال های در این زمینه شامل: اجزای با لامپ LED، تیره کننده های نور، ECM برای باکس های VAV که با فن کار می نند، VFD برای فن های سیستم تهویه مطبوع و پمپ ها و تجهیزات کنترلی دیگر.
– تجمیع سیستم های حفاظتی امکان تلفیق و کمک کردن سیستم های نظرات تصویری را با سیستم کنترل دسترسی به همدیگر را می دهد. برای مثال دوربین هایی که در ها را مونیتور می کنند می توانند هنگامی که مگنت در باز می شود، برای ضبط کردن تصاویر فعال شوند.
– اخطار دیجیتال می تواند برای نشان دادن رویداد های پیش رو استفاده شود، برای نمایش، سنجش عملکرد لحظه ای و تاریخی ساختمان، راه یابی و تصویر دینامیک که افرادی که رد می شوند را نشان می دهد.

مرز آینده

پس از ایجاد بنیان ها و اساس لازم برای ایجاد یک ساختمان هوشمند، گام بعدی حرکت به سوی هوشمند شدن است. یک ساختمان هوشمند تمام داده ها را از اجزای مختلف ساختمان دریافت و تحلیل می کند و داده ها را به طور خودکار با اهداف پیش رو چک می کند و تغییرات لازم را انجام می دهد. این در واقع به ساختمان کمک می کند که همواره قابلیت تغییر را داشته باشد و زنده باشد و بتواند در برابر تغییرات به وجود آمده عکس العمل نشان دهد بدون اینکه نیازی به دخالت انسان داشته باشد. هوشمند ترین ساختمان های امروزه مطمئنا می توانند شروعی برای هوشمند ترین ساختمان های آینده باشند.

نویسنده: Kurt Karnatz، مدیر شرکت Environmental Systems Design
منبع:www.facilitiesnet.com